Introdução

Bem-vindo, 

meu nome é Arnon Shirazi e sou estudante da escola Suiço Brasileira de São Paulo.

Estou na 9 ° série, e, atualmente tenho que fazer um Projeto Pessoal. Meu tema escolhido foi Chernobyl pelo enorme interesse no assunto. A professora Elisa Hediger é minha orientadora de PP(Projeto Pessoal) por ter um enorme conhecimento em química. Esse blog não vai falar somente sobre a cidade de Prypiat e Chernobyl, vai falar também sobre as reações nucleares, o que provocou o acidente e suas consequencias. Eu tenho como objetivo responder a seguinte pergunta investigativa: ‘Seria possível acontecer em Angra um acidente nuclear como o ocorrido em Chernobyl?’ acompanhe o Blog e descubra…

 
Espero que gostem.

Arnon. 

Reator Nuclear de Chernobyl

As informações sobre o reator nuclear de Chernobyl são dificilmente encontradas, o que encontro de bom geralmente está em outra língua e com o vocabulário, termos técnicos complicados. No próprio site da usina consegui um pouco de conteúdo técnico traduzi e parafraseie o texto.

‘O reator nuclear de Chernobyl foi construido com uma capacidade de 2000mwt. Seu projeto foi aprovado por USSR Energy Ministry em 29/09/6, e foi desenvolvido em 3 opções; com aplicação do reator RBMK-1000 ; reator de gâs- grafite RK-1000 ; aplicação do reator PWR-1000 . A primeira opção (RBMK-1000) era a mais baixa, mas com um estado de evolução e uma possibilidade de entregas de equipamentos mais convenientes.
O reator RBMK-1000 foi escolhido pela ‘Decision of USSR Energy Ministry’ e da ‘USSR Machine-Building Ministry’ no dia 19/06/69 e aprovada pela ‘USSR Council of Ministers’ em 1970.
De acordo com o decreto da ‘USSR Energy Ministry’ do dia 30/03/70 a concepção de Chernobyl foi confiada no instuto “Hydroproject “

http://www.chnpp.gov.ua/eng/articles.php?lng=en&pg=24

Depois de muito procurar na internet consegui achar um texto sobre a usina:
“O núcleo do reator é um cilindro de grafite com 11,8 m de diâmetro e 7 m de altura, o qual está num bloco de concreto de 22 X 22 X 26 m sobre uma estrutura metálica. Por baixo, existe um espaço, parcialmente cheio de água, que deve receber a mistura de água e vapor no caso de haver ruptura em um dos canais de circulação, causando condensação do vapor. O núcleo é protegido por uma blindagem, composta de ferro com cimento contendo bário. O resfriamento do moderador é feito por meio da circulação, dentro do cilindro metálico, de uma mistura de hélio e nitrogênio. Por causa do freamento de nêutrons e da absorção de raios gama, em condições de funcionamento estável, o moderador chega à temperatura de 700 ºC, podendo absorver 150 MW, equivalentes a 5% da potência total gerada pelo reator. O sistema de controle e proteção consiste de 211 barras de controle, feitas de boro, absorvente de nêutrons, colocadas em canais separados dentro do moderador, de forma a poderem ser inseridas no núcleo.”

http://www.energiatomica.hpg.ig.com.br/chernobylp96.htm

O Acidente de Chernobyl

Primeiramente Chernobyl foi uma usina nuclear localizada na Ucrânia, especificamente na cidade de Prypiat. Porque Chernobyl se destaca entre outras usinas nucleares? Um certo dia o reator estava parando para manutenção anual. O reator estava operando a baixa frequencia para fazer testes na parte elétrica do reator, mas para realizar esses testes era preciso desligar o Sistema Automático de Segurança para o reator não parar no meio dos testes. O reator não tinha a capacidade de operar em baixa frequencia por muito tempo, o que foi um risco muito sério.
Um dos grandes problemas foi que a equipe de operadores da Sala de Controle do Reator era muito mal treinada e não seguia o padrão de segurança internacional e acabaram perdendo totalmente o controle do caso. O aquecimento foi tão grande que a água que passava pelos tubos do reator entrou em ebulição tão rapidamente que dentro ficou com tanta fumaça que virou praticamente uma “panela de pressão” gigante e explodiu. Houve uma enorme explosão de vapores que consequentemente acabou destruindo tubos, elementos combustíveis e blocos de grafite. A radiação ficou ao ar livre pela deslocação da tampa de concreto, logo se encontrou com os blocos grafite que a temperatura foi tão alta que ele entrou em combustão espontânea rapidamente um enorme incêndio surgiu. Tudo isso aconteceu no reator 4 da usina de Chernobyl.
O governo não foi nem um pouco ético e acabou alertando a cidade sobre o vazamente do material nuclear dias depois do ocorrido e mandou abandonar as pressas a cidade.
A ONU diz que o acidente causou 4.000 mortos, já o Greenpeace afirma ser 100.000 mortos e um estudo científico britânico calcula entre 30.000 e 60.000 mortos.
A cidade hoje em dia é totalmente vazia, tanto que ela foi apelidada de “cidade fantasma” ( Now it is a ghost town.). Os animais que vivem ao redor da cidade parecem se acostumar bem a radiação e eles continuam vivendo por lá.
Carros, helicópteros, barcos, motos entre outros meios de locomoção foram tudo guardados em campos especiais e são denominados de “campos radiativos”.

Angra 1? Angra 2? Angra 3? AHMMM!?

Neste artigo falarei sobre as diferenças entre as usinas Angra (1,2,3). As usinas nucleares Angra 1 e Angra 2 estão em funcionamento e Angra 3 está em construção. As usinas estão localizadas no Brasil, mais especificamente em Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro.

Angra 1, o primeiro reator da usina brasileira entrou em operação no ano de 1985, sendo um reator PWR(referente ao post seguinte), opera com 657MW e tinha energia para suplir uma capital como Vitória ou Florianópolis, e foi criado por uma empresa americana conhecida como Westinghouse.O total de dinheiro gasto com essa usina chega a 1,468 bilhão reais, revelado conforme a Eletronuclear

http://3.bp.blogspot.com/_h92F2a-n9aY/SXA3BnRO_4I/AAAAAAAADEw/nnk7bd3roKs/s400/usina+nuclear+angra.jpg

Já Angra 2, foi criada por uma união entre Brasil-Alemanha, o que gerou para o Brasil um desenvolvimento tecnológico próprio. Possui o modelo de reator alemão, Siemens/KWU, de categoria PWR com uma potencia de 1350MW, mais que o dobro de Angra 1, e agora podia gerar energia elétrica para 2 milhões de pessoas ou seja para a cidade como Curitiba. Angra 2, com seus 5,108 bilhões de reais gastos, passou disparado por Angra 1.

http://static.hsw.com.br/gif/usina-nuclear-angra-3.gif Angra 3

Angra 3, chegou a gastar mais ainda, cerca de 7,3 bilhões de reais, a construção foi paralisada no ano de 1986, e, só voltou as obras em julho de 2008. Ele ficou parado tanto tempo devido a regularizações ambientais. Terá capacidade de gerar até 3.782 MW tendo capacidade de sustentar um terço do Rio de Janeiro. Angra 3, será do tipo PWR, como o de Angra 2 Arena NP. A grande diferença de Angra 2 para Angra 3, é que Angra 3 usará a sala de controle digital, já a de Angra 2 continuara analógica. Angra 3 será erguida sobre rochas, por outro lado, Angra 2 foi erguida por estacas escavadas. As 3 usinas nucleares de Angra junto formaram uma potência de até 26milhões de MW por ano, o equivalente a Companhia Energética de Minas Gerais.
Caso aconteça algum acidente em Angra, algo que seja muito raro tem um Plano de Emergência Local, que afirma não acontecer nada a trabalhadores e moradores.

Muitas organizações não aprovam a idéia de uma outra usina nuclear no Brasil, o Greenpeace é uma delas, em um estacionamento encontrei um carro com este adesivo na janela.

Clique na imagem para visualizar em alta definição
Texto original em HowStuffWorks reescrito e adicionado novas informações por Arnon Shirazi.

PWR x RBMK

O reator nuclear da usina de Chernobyl era o reator RBMK, um reator que para época não era muito moderno e possuía várias falhas. O reator PWR é considerado bem mais seguro e tem pequenas porcentagens de riscos.
Aqui vai uma comparação entro os reatores nucleares, para mostrar como o reator nuclear PWR é superior.

PWR – PWR é Pressurized Water Reactor seu significado em português é reator de água pressurizada. Esse modelo de reator é utilizado na metade do mundo. Inclusive no Brasil, o reator Angra I,II e III são PWR, submarinos nucleares e navios também utilizam esse sistema. Este reator permite que a água sob altas pressões permaneça líquida. “O combustível nuclear fica nesta água quentíssima e sob alta pressão. Através de um trocador de calor, ocorre a transmissão de calor para a água que vai para uma turbina, onde produz eletricidade.”

http://pt.wikipedia.org/wiki/PWR

http://pulse.pharmacy.arizona.edu/resources/images/student-pwr.gif

RBMK – “O RBMK é um projeto incomum de reator, um dos dois a emergir na União Soviética. Não tem nenhuma estrutura cheia da contenção. As modificações principais foram feitas aos reatores RBMK que operam-se ainda. O RBMK do nome significa Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny (reator high-power de canaleta)e é um reator pressurizado da água com canaletas individuais de combustível e usa a água ordinária como seu refrigerador e grafite como seu moderator. É muito diferente da maioria dos outros de projetos do reator derivou de um projeto principalmente para a produção do plutônio e é usado na Rússia para o plutônio e a produção de energia. A combinação do moderador de grafite e do refrigerador à água não é encontrada em nenhum outro reator de força. A característica negativa principal do projeto do núcleo do reator é ser instável em níveis baixos de força, e isso foi mostrado no acidente de Chernobyl. A instabilidade era devida primeiramente ao projeto da haste de controle e a um coeficiente vago positivo. Um número de mudanças significativas do projeto têm sido feitas agora para resolver estes problemas.”

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rbmk

http://jagex.fire.lt/files/2008/05/350px-rbmk_reactor_schematicsvg.png

Conceito de Radioatividade

Neste Post, vou explicar como é retirado energia de um núcleo do urânio. Algo que em prática é muito complicado, porém seus conceitos não são muito complexos. A fissão nuclear, tem como objetivo “romper” o núcleo do átomo de urânio e liberar uma energia. Essa energia é liberada em grandes quantidades.

Em um reator nuclear, é colocado uma quantidade de urânio (essa quantidade de urânio é sempre váriavel). São liberados nêutrons que se acoplam ao núcleo do átomo, o átomo esta recebendo um nêutron a mais, logo ele se rompe gerando outros dois elementos químicos(que podem ser variáveis) e liberam nêutrons. Conseqüentemente liberam muita energia. Esses elementos formados costumam ser o Bário(Ba) e Criptônio(Kr) com o esquema a seguir você vai ver uma animação em 3D do nêutron se colidindo e rompendo o núcleo.

Quando um nêutron se une a uma molécula de urânio ele quebra e forma elementos, geralmente esses elementos são ‘Ba + Kr’ liberando 3 nêutrons, mas tem outras combinações que liberam 3 nêutrons elas são : Br + La e Sn + Mo. I + Y liberão somente 2 nêutrons.

http://www.youtube.com/watch?v=J5rCiwEQqE8&feature=related

Se você achar meio confusa essa animação em 3D, veja esta img:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Nuclear_fission.svg

http://www.quiprocura.net/bomba.htm

Energia nuclear

A energia nuclear, é uma energia muito poderosa, muito mais que a energia elétrica. Com um pouco de urânio, pode se gerar energia para manter cidades por dias, meses e até anos, tudo em relação a quantidade de urânio. 16% do mundo utiliza este meio de energia, a França é o país que mais utiliza com 75% da energia gerada por reator nuclear, e o EUA é outro cujo utiliza bastante energia nuclear, cerca de 23%. O Brasil, infelizmente utiliza só 3 % de energia provida de usinas nucleares. Ao redor do mundo, são encontrados cerca de 400 reatores, um quarto representa os reatores do EUA. A energia nuclear pode ser usada em bomba atômica, dentro dela existe um combustível, esse combustível entra em combustão empurrando uma cápsula de urânio contra outra e isso causa a enorme explosão. Além disso pode ser usada em raios X.

http://resistir.info/energia/imagens/uranio_cazaquistao.jpg

Um reator nuclear, não pode explodir como uma bomba atômica porque: “ A reação dentro de um reator nuclear é controlada. É um princípio físico. Uma bomba converte parte do seu urânio-235 ou plutônio em fragmentos de fissão em 10 trilionésimos de segundo. Devido à construção compacta da bomba, os nêutrons logo encontram um átomo fissionável. Em uma central nuclear, a concentração do urânio-235, principal causador da reação, é muito baixa (da ordem de 3,2 por cento), e a distribuição do combustível é muito espaçada para criar, em espaço de tempo tão pequeno, o número de reações necessárias para gerar uma explosão nuclear. Além disso, a concentração de urânio-235 para se fazer uma bomba atômica é muito maior do que no reator numa bomba, o urânio é enriquecido acima de 90 por cento.”

Para obter essa tal energia nuclear, precisamos encontrar o urânio. Urânio é um elemento químico natural encontrado em rochas pela Terra, que possuí grande energia por ter 92 prótons(+). Para a produção de energia nuclear é usado o metódo conhecido como fissão nuclear, onde um um neutron se colide em átomo de U-23X( foi utilizado esse ‘X’ pois, a 3 tipos de urânio, são isotópos, com as seguintes variações: U-234 (o mais raro, possui menos neutrons), U-235 ( representa 0,7% da quantidade de urânio no mundo) e o U-238 (99% do urânio no mundo) ), o neutron bombardeia o núcleo do átomo, soltando uma quantidade IMENSA de energia. Isso vira um ciclo vicioso, produzindo mais energia.

Portanto, o urânio é um elemento químico muito rico em energia e pode ser altamente perigoso. Tem que saber entende-lo para acabar não fazendo besteira em seu uso, como causar um acidente nuclear.

Fontes: Sobre Bomba Nuclear / Energia Nuclear + Urânio / Informaçõe adicionais

Seria possível acontecer em Angra um acidente nuclear como o ocorrido em Chernobyl?

O reator nuclear de Chernobyl era muito recente para época, não possuía a segurança e modernidade como os reatores atuais. Em Angra(reator PWR), ele é especialmente preparado para não ocorrer um vazamento. Os motivos são:
“
• O Sistema Automático de Segurança não pode ser bloqueado para
permitir a realização de testes.(O que causou o acidente de Chernobyl)
• Os Reatores PWR usam água que, diferentemente do grafite, não entra em
combustão quando aquecida. (Em Chernobyl o grafite entrou em combustão e ajudou a realçar o incêndio)
• Os Reatores PWR possuem uma Contenção de Aço e uma Contenção
de Concreto em volta da Contenção de Aço.
• O Vaso de Pressão do Reator PWR é muito mais resistente.
• O Edifício do Reator (ou Contenção de Concreto) é uma estrutura de
segurança, construída para suportar impactos, e não simplesmente um
prédio industrial convencional, como o de Chernobyl
“
Por isso não pode acontecer um acidente nuclear como de Chernobyl em Angra.
Essas frases respondem completamente a resposta da minha Pergunta Investigativa; “É possível acontecer um acidente nuclear como de Chernobyl em Angra?“

Reator Nuclear de Angra
fonte: http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/angra2-1.jpg

Reator Nuclear de Chernobyl

http://www.stsci.edu/~inr/observ/dpics/chernobyl.jpg

SOURCE: www.cnen.gov.br