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Radioatividade e Usinas NUCLEARES. JACÓ IZIDRO DE MOURA Professor de EC e CF/Engenharia - Unip Mestre em Ciências e Tecnologia pelo IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares/ USP) Abril de 2011. Sumário. Radioatividade Efeitos da radiação Energia Nuclear Fissão e Fusão - PowerPoint PPT Presentation
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RADIOATIVIDADE E USINAS NUCLEARES
JACÓ IZIDRO DE MOURAProfessor de EC e CF/Engenharia - Unip
Mestre em Ciências e Tecnologia pelo IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares/ USP)
Abril de 2011
Sumário Radioatividade Efeitos da radiação Energia Nuclear Fissão e Fusão Reatores Nucleares Vantagens e Desvantagens Acidentes
RADIOATIVIDADE NATURAL
Na natureza encontramos elementos químicos que emitem três tipos de radiação:
AlfaBeta gama
Radiação alfa É a mais energética das três
Partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons (núcleo do átomo de hélio)
Possui pouca penetração na matéria (barrada normalmente por uma folha de papel)
É emitida por elementos como: Urânio, polônio, rádio, etc.
Radiação beta Partícula com mesma massa e mesma
carga do elétron
Possui maior poder de penetração do que a partícula alfa (consegue atravessar nossa pele)
Alguns elementos emissores beta são: césio-137, cobalto-60, iodo-131, etc.
Radiação gama Radiação eletromagnética de mesma natureza
que a luz, raio-x, ondas de rádio.
Provém do núcleo do átomo e por isso é mais energética que as radiações citadas acima.
É extremamente penetrante, atravessando até mesmo paredes e o corpo humano.
Geralmente acompanha as emissões alfa e beta.
Exposição e Contaminação
Exposição: Recebe radiação, mas não fica contaminado
Contaminação: Entra em contato físico direto com uma fonte radioativa, tornando também fonte radioativa
Efeitos biológicos das radiações ionizantes
Rompimento de ligações químicas – Ionização
Radiação ionizante em um ser vivo
Mas de onde vem a energia da radioatividade?
A solução:E = energia m = massac = velocidade da luz no vácuo: c = 300.000.000 m/s
Exemplo: 1 litro de água corresponde a 1 kg de massa:
2000.000.3001EJE
JE16109
.000.000.000.000.000.90
E = mc2
Que corresponde a aproximadamente 2800 MW por ano, isto é, com essa energia seria possível manter acesas, por 1 ano, 28 milhões de lâmpadas de 100W.
Itaipu precisaria de quase três meses para gerar esta energia
Como é possível retirar essa energia dos átomos?
Fissão e Fusão Nuclear
Fusão Nuclear (Sol ou bomba H)
Podemos gerar energia quebrando um átomo pesado (urânio e plutônio) ou juntando átomos leves (isótopos do hidrogênio)
nêutron
prótondeutério
Trítio
HélioEnergia
Fissão (bomba atômica – reator nuclear)
Átomo pesado (urânio-235 ou plutônio
239)Nêutron
átomo mais leve
átomomais leve
Energia
A reação em cadeia:
fissão.exe
Um outro exemplo de reação em cadeia:
Reator Nuclear
O reator é formado por diversas pastilhas de dióxido de urânio
Colocadas em varetas
Angra 2
Vantagens Menor impacto ambiental do que usinas
convencionais (termoelétricas a combustível fóssil, hidroelétricas)
Não emite poluentes durante operação normal
Pode ser instalada próxima de onde há maior demanda
Não depende de fatores climáticos como as hidroelétricas
Desvantagens Produz lixo radioativo
Custo de implantação e manutenção extremamente elevado
Provoca elevação da temperatura da água do mar em até 2 graus Celsius, o que altera o ecossistema local
Produz como lixo radioativo o elemento plutônio, que pode ser usado para armamento nuclear.
Uma usina nuclear pode explodir como uma bomba nuclear?
Não!!!!!!!
Motivos Não há enriquecimento de urânio 235:
Urânio natural = 99,3% de 238 + 0,7% de 235
bomba: mais que 90%Reator: menos que 20%
Não há geometria (urânio não é acumulado, é separado em pastilhas)
Principais Acidentes TMI – Three Miles Island, em 28 de março
de 1979, na Pensilvânia, EUA
Chernobyl - ocorreu dia 26 de abril de 1986, Ucrânia de, (então parte da união Soviética)
Fukushima – 11 de março de 2011 - Japão
TMI Aconteceu por falhas no sistema secundário,
seguida por falha em válvula de alívio do primário. Vários erros humanos agravaram bastante o problema.
Houve fusão parcial do núcleo do reator e liberação de grande quantidade de material radioativo, dentro da contenção da usina.
Uma pequena nuvem de vapor contaminado acabou escapando da usina, mas não gerou contaminação significativa.
Não houve vitimas.
Chernobyl Durante uma experiência, um dos
reatores da usina ficou fora de controle. Isso liberou hidrogênio que se acumulou dentro do vaso de contenção.
A explosão do gás destruiu o prédio e expôs o reator, liberando grande quantidade de material radioativo que contaminou diversos países.
Houve fusão parcial do núcleo do reator.
A usina foi fechada e uma zona de exclusão, com 30 km de raio, foi criada. Cerca de 200 mil pessoas foram evacuadas.
Um relatório da Organização das Nações Unidas de 2005 atribuiu 56 mortes até aquela data – 47 trabalhadores acidentados e nove crianças com câncer da tireóide – e estimou que cerca de 4000 pessoas morrerão de doenças relacionadas com o acidente.
Fukushima A central possui um dique projetado para resistir
a um maremoto de 5,7 m de altura, mas cerca de 15 minutos após o terremoto foi atingido por uma onda de 14 metros, que chegou facilmente ao topo do paredão. A planta inteira, incluindo o gerador de baixa altitude, foi inundada.
Houve falha nos geradores de emergência e falta de refrigeração dos reatores.
Explosão do prédio da usina, mas sem exposição direta do reator.
Situação ainda não está sob controle.
Outras aplicações
Conclusão A energia nuclear, assim como qualquer outra
forma de energia cobra um preço por seu uso Ainda não encontramos formas auto
sustentáveis de geração de energia, que consigam suprir a demanda
O ser humano costuma considerar acidentes locais mais graves do que eventos mais danosos, mas que estejam diluídos no tempo
A energia nuclear possui várias outras aplicações importantes além da geração de energia
Referências Bibliográficas http://www.pedal.com.br/forum/vida-em-ch
ernobyl_topic31418.html imagens chernobyl
http://www.youtube.com/watch?v=VJfIbBDR3e8&feature=related pwr e bwr
http://www.youtube.com/watch?v=6I3JKYdGWTE&feature=related CHERENKOV
http://www.youtube.com/watch?v=CzKbgxUE22g (FUKUSHIMA)
http://www.youtube.com/watch?v=0j8ULWSETAM tmi – o que aconteceu
http://www.youtube.com/watch?v=pVgazZLQI1U&feature=related Chernobyl 24 anos depois
Rosa de HiroshimaComposição : Vinícius de Moraes / Gerson Conrad
Pensem nas criançasMudas telepáticasPensem nas meninasCegas inexatasPensem nas mulheresRotas alteradasPensem nas feridasComo rosas cálidasMas, oh, não se esqueçamDa rosa da rosaDa rosa de HiroshimaA rosa hereditáriaA rosa radioativaEstúpida e inválidaA rosa com cirroseA anti-rosa atômicaSem cor sem perfumeSem rosa sem nada
Interpretação: Ney Matogrosso