f.q. chernobyl

of 20 /20
E.S.E.N. Trabalho de F.Q. A Energia Nuclear e os seus efeitos

Author: universidade-nova-de-lisboa

Post on 29-Dec-2014

2.985 views

Category:

Education


5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

O meu trabalho sobre Chernobyl, com informação variada do funcionamento de uma fábrica Nuclear.

TRANSCRIPT

  • 1. E.S.E.N. Trabalho de F.Q. A Energia Nuclear e os seus efeitos Nome: Rui Pedro Bacelos Rafael 10D - N.20
  • 2. 1. O que a Energia Nuclear D-se o nome de energia nuclear a toda a energia associada s modificaes da constituio do ncleo de um tomo. Esta energia pode ser libertada durante um processo de desintegrao radioactiva. Libertada ou absorvida em consequncia de uma reaco nuclear. A energia libertada (DE) est relacionada com a reduo da massa dos reagentes (DM) atravs do Princpio da Equivalncia Massa-Energia de Einstein, segundo o qual: DE = Dm c2, onde c representa a velocidade da luz no vcuo. A anlise da variao da energia de ligao por ncleo com o nmero de massa permite concluir que a energia nuclear pode ser produzida atravs quer da ciso de ncleos pesados (fisso), quer da fuso de ncleos leves. 2. O que uma Central Nuclear Uma central nuclear na realidade um sistema que converte energia, produzindo energia elctrica. A produo de electricidade a partir da energia nuclear muito barata e no traz problemas ao meio ambiente devido h inexistncia de emisso de gases (dixido de carbono, xidos de azoto, xidos de enxofre), poeiras e de gases quentes para a atmosfera. No entanto traz um outro problema que difcil de resolver: como garantir que no existe poluio devida acumulao dos resduos nucleares? O material usado para dar origem reaco nuclear um material cindvel, ou seja, um material formado por substncias susceptveis de produzirem uma reaco em cadeia. No incio, o combustvel nuclear no era um material radioactivo, s depois de irradiado que o combustvel fica altamente radioactivo. Uma central nuclear uma instalao em que se pode iniciar, manter e controlar uma reaco nuclear em cadeia. A reaco nuclear liberta calor. por isso que se chama ao material cindvel "combustvel nuclear". O material no arde, mas liberta calor devido "ciso nuclear". Neste fenmeno, que tem lugar no reactor, o ncleo de 1 tomo pesado, de Urnio por exemplo, parte-se e d origem a 2 ncleos mais pequenos. A diferena entre a massa inicial e a massa final transforma-se em energia. A energia que se liberta muito elevada e dada pela clebre frmula de Einstein: E = m *c2, ou seja, a energia igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz. No interior da central nuclear existe um fludo, que aquecido pelo calor libertado da ciso nuclear. O fluido fica assim com a energia calorfica que recebeu. Em seguida faz-se com que o fluido ceda parte dessa energia a um mecanismo, fazendo-o rodar. Este, transforma parte da energia do fludo em energia mecnica, que por sua vez a rotao do mecanismo d origem corrente elctrica, ou seja, transformou-se a energia nuclear em energia mecnica, que por sua vez produziu energia elctrica. A restante parte da energia que o fluido recebeu perdida, isto , lanada para o exterior, dando origem a poluio trmica (poluio de "calor"). O fluido utilizado a gua. uma substncia barata e uma central precisa de enormes quantidades de litros de gua para funcionar.
  • 3. Este s um tipo de central nuclear, existem muitas outras que utilizam, por exemplo, turbinas a vapor que queimam o combustvel. S que nesta central a forma de aquecer a gua diferente: utiliza-se a ciso nuclear. Aqui est um exemplo do reactor nuclear mais comum: Este reactor funciona do seguinte modo: A energia libertada pelas reaces nucleares vai aquecer a parede interna do reactor, na qual existe um permutador de calor que transfere a energia calorfica para um lquido, vaporizando-o e aumentando a presso do gs. Este vapor vai accionar uma turbina que est acoplada a um conjunto de enrolamentos elctricos que se move num campo magntico. Desta forma, gera-se uma fora electromotriz nestes enrolamentos que, aps adequada transformao de tenso, entregue rede de distribuio de energia elctrica. 3. Tipos de Reactores Nucleares costume considerar que existem trs tipos de reactores de ciso nuclear: centrais termonucleares, reactores de investigao e reactores de converso. As centrais termonucleares aproveitam a energia cintica dos fragmentos originados pelas reaces de ciso para aquecer um fluido circulante. O vapor resultante vai accionar turbinas que transformam a energia mecnica em energia elctrica. Os reactores de investigao funcionam a baixa energia (1 a 10 MW), com um fluxo elevado de
  • 4. neutres que directamente canalizado em feixes para instalaes experimentais onde decorrem estudos de Fsica do Estado Slido, produo de radioistopos para Medicina Nuclear ou desenvolvimento de aplicaes industriais. Os reactores de converso transformam, com eficincia elevada, material que no cindvel com neutres trmicos em material cindvel. As converses mais frequentes so urnio-238 para plutnio-239 e trio-232 para urnio-232. 4. Como constitudo um Reactor Nuclear Em qualquer tipo de reactor nuclear possvel distinguir o combustvel, o moderador, o lquido de refrigerao e a blindagem. O combustvel o material que possui os ncleos cindveis e que colocado no ncleo do reactor sob a forma de barras. So, normalmente, usados urnio natural (constitudo por cerca de 70% de urnio-235) e ligas de urnio enriquecido (plutnio-239 e urnio-233). O moderador (grafite, gua natural, gua pesada ou berlio) utilizado para reduzir a velocidade dos neutres produzidos nas reaces de modo a aumentar a probabilidade destes neutres originarem mais cises nas suas interaces com o combustvel. O fluido refrigerador evita o aquecimento excessivo do ncleo atravs da remoo do calor produzido nas reaces. Os fluidos refrigeradores mais vulgares podem ser gasosos (ar, dixido de carbono ou hlio), lquidos (gua natural, gua pesada ou sdio lquido). A blindagem um dispositivo de proteco biolgica que envolve o ncleo do reactor, separando-o da zona de trabalho, e cuja funo principal consiste na reduo da intensidade das radiaes emitidas pelos produtos das reaces de ciso at valores admissveis para a vida humana. Os materiais mais usados na blindagem dos reactores nucleares so o chumbo e diversos tipos de beto. 5. O que que aconteceu em Chernobil 1 Parte O que que aconteceu? s 09:30 de 27/04/1986 monitores de radiao na Central Nuclear de Forsmark, perto de Uppsala, Sucia, detectaram nveis anormais de iodo e cobalto, motivando a evacuao dos funcionrios da rea, devido a vazamento nuclear. Os especialistas no constataram nenhum problema na Central. O problema estava no ar. Foram verificados nveis anormais no norte e centro da Finlndia. Em Oslo, na Noruega, dobraram. Na Dinamarca, os nveis subiram 5 vezes. Os suecos atravs da embaixada em Moscovo, interpelaram ao Comit Estatal para a Organizao Internacional de Energia Atmica, devido suspeita de que os ventos que traziam radioactividade h Escandinvia vinham da Unio Sovitica. Moscovo negou por 2 dias qualquer anormalidade. Mas a presena de rutnio nas amostras analisadas pela Sucia era emblemtica, visto que o rutnio funde-se a 2255 C, sugerindo uma exploso grave. S em 28 de abril, que se assumiu o acidente nuclear na Repblica da Ucrnia. Quase 12 horas depois, s 09:02, o jornal na TV apresentou uma breve declarao de quatro sentenas; uma exploso, incndio e fuso do reactor tinha ocorrido na Central Nuclear Vladimir Ilitch Lenin em Pripyat.
  • 5. Um satlite americano varreu a regio da Ucrnia, encontrando uma usina com o tecto destroado e um reactor ainda em chamas com fumo vertendo do interior. Apenas, em 30 de abril, o Pravda (jornal do Partido Comunista), tocou no assunto. Para dar uma ideia de normalidade, as comemoraes do 1 de maio tiveram os seus desfiles, que normalmente eram realizados em Kiev, a capital ucrniana e em Minsk, na Bielorssia. No dia 3 de maio a nuvem estava sobre o Japo e no dia 5 de maio chegou aos EUA e ao Canad. Mikhail Gorbchov demorou 18 dias para falar sobre o acidente, fazendo-o s em 14 de maio. A central funcionava com quatro reactores de 1000 MW, cada um alimentando dois geradores de energia elctrica. O projecto nuclear sovitico conhecido pelo acrnimo russo de RBMK ("Reaktor bolshoy moschnosty kipyaschiy", "reactor fervente de grande potncia"), era um reactor com urnio enriquecido refrigerado a gua fervente, moderado a grafite. Um reactor evoludo a partir de um modelo cujo objectivo a produo de plutnio a partir do urnio no seu interior. O ncleo do reactor era um cilindro de grafite com 11,8 m de dimetro e 7 m de altura, que se encontra num bloco de cimento de 22 X 22 X 26 m sobre uma estrutura metlica. Por baixo, existe um espao, parcialmente cheio de gua, que deve receber a mistura de gua e vapor no caso de haver ruptura de um dos canais de circulao, causando a condensao do vapor. O ncleo protegido por uma blindagem, composta de ferro com cimento, constituda por brio. O resfriamento do moderador feito por meio da circulao, dentro do cilindro metlico, de uma mistura de hlio e nitrognio. Por causa do fermento de neutres e da absoro de raios gama, em condies de funcionamento estvel, o moderador chega temperatura de 700C, podendo absorver 150 MW, equivalentes a 5% da potncia total gerada pelo reactor. O sistema de controle e proteco consiste de 211 barras de controle, feitas de boro, absorvente de neutres, colocadas em canais separados dentro do moderador, de forma a poderem ser inseridas no ncleo. 2 Parte - Teste de Parada de Emergncia Em 25 de abril, a unidade 4, da Central Nuclear Lenin de Chernobyl, seria desligada para manuteno de rotina. Houve, no entanto, uma pequena mudana no cronograma original. Antes da desactivao da unidade, desejava-se realizar uma experincia, destinada a testar se a refrigerao do ncleo do reactor estaria garantida, caso houvesse perda de corrente alternada. As centrais nucleares no produzem apenas electricidade, so tambm consumidoras por causa da energia usada para accionar as bombas que refrigeram o reactor e os sistemas auxiliares. Quando uma usina est em funcionamento e acima de 20% da sua carga mxima ela auto alimenta-se, mas quando est abaixo deste valor de carga, a energia necessria para manter os seus equipamentos vem de um sistema elctrico externo. No entanto, para segurana, alm de contar com a energia do sistema elctrico externo e na falta de este se poder auto - sustentar, tambm conta com geradores de emergncia, que aps uma falha do sistema elctrico externo e interno de alimentao, entram em servio. O teste realizado na unidade 4 era para avaliar se o turbo-gerador, que estava ainda a girar por inrcia com o reactor desligado, fornecia energia suficiente para manter as bombas de circulao de gua em funcionamento, mantendo uma margem segura de refrigerao do reactor, enquanto os geradores diesel de emergncia no entrassem em servio. A experincia comeou 01:00 do dia 25, o reactor produzia 3.200 MW. A potncia do reactor foi progressivamente reduzida, chegando a 1600 MW de potncia trmica, s 03:47 do mesmo dia. Os sistemas necessrios para a operao do reactor (4 bombas de circulao para resfriamento e 2 bombas auxiliares) foram transferidos para o barramento do gerador no qual a experincia se deveria realizar. s 14:00, o sistema de resfriamento de emergncia foi desligado para evitar que entrasse em funcionamento durante a experincia, facto que desactivaria automaticamente o reactor. Houve um aumento de consumo, por parte do sistema elctrico da regio e o Despacho de Carga suspendeu a reduo de potncia na usina, mantendo-se desligado o sistema de resfriamento de emergncia. A reduo da potncia s foi retomada s 23:10. s 00:05 a potncia caiu para 720 MW e continuava a ser reduzida. s 00:28 o nvel de potncia estava em 500 MW. O controle foi posto em automtico. A experincia que se pretendia realizar no estava prevista pelo sistema automtico de controle. Passou-se
  • 6. para o controle manual, mas o operador no conseguiu recuperar com suficiente rapidez o desequilbrio do sistema e a potncia do reactor caiu rapidamente para 30 MW, insuficiente para a realizao da experincia. No perodo em que o reactor funcionou em baixa potncia, ele foi envenenado pela formao de xennio, produto de fisso, forte absorvente de neutres e dotado de vida mdia bastante longa. Para controlar esta situao, podia-se aguardar 24 horas at que o xennio fosse dissipado ou elevar-se a potncia rapidamente. Mas a presso em se realizar o teste foi maior, pois se no fosse feito naquela ocasio s seria realizado dentro de um ano. Aproximadamente s 00:32 removeu-se as barras para subir a potncia. Comearam por elevar a potncia. Por volta da 01:00, a potncia ficou em 200 MW. Ainda estava com veneno e difcil de controlar, sendo assim, eles retiraram mais barras de controle. Normalmente um mnimo de 30 barras so sempre mantidas no reactor, deixaram apenas 6 barras das 211. Optou-se pela remoo das barras de controle, aumentando a potncia do reactor entrando num regime de funcionamento instvel, com o risco de sofrer elevaes incontrolveis de potncia. Permitiram esta situao deliberadamente e desligaram o sistema de refrigerao do reactor, os sistemas de reserva e tambm o gerador diesel, que permitiria inserir as barras de controles em caso de emergncia. 01:03 e 01:07 aumentaram o total de bombas de circulao para 8, reforando o sistema de refrigerao e diminuindo o nvel de gua no separador de vapor. 01:15 o sistema de desarme para baixo nvel do separador de vapor, foi desligado. 01:18 aumentou-se o fluxo de gua no ncleo do reactor para evitar problemas com sua refrigerao. 01:19 aumentou-se a potncia, algumas barras foram movidas, manualmente, para alm do limite, previsto e elevaram a presso no separador de vapor. 01:21:40 a taxa de fluxo da circulao de gua foi diminuda, para alm do normal, pelo operador a fim de estabilizar o separador de vapor, diminuindo a remoo de calor do ncleo. 01:22:10 comeou-se a formar vapor no ncleo. 01:22:45 a indicao, para o operador, dava a impresso de que o reactor estava normal. A resistncia hidrulica do sistema de refrigerao atingiu um ponto menor do que o previsto para o funcionamento seguro do reactor. O operador tentava, sem xito, por meio de controles manuais, manter os parmetros para o reactor funcionar com segurana. A presso de vapor e o nvel da gua caram abaixo do permitido, fazendo soar os alarmes que exigiam o desligamento do reactor. O operador desligou o prprio sistema de alarme. A energia da reaco em cadeia passou a crescer desenfreadamente. 01:22:30, a potncia tinha cado a um valor que exigia a desactivao do reactor imediatamente, mas, apesar disso, a experincia continuou. 01:23:04 o teste propriamente dito comea, desligaram o turbo-gerador, fechando as vlvulas de entrada da turbina. Com isto, a energia para as bombas de gua diminuiu, reduzindo o fluxo de gua para o resfriamento, que por sua vez, comeou a ferver. A gua que actuava como absorvente de neutres, limitando a potncia ao ferver, aumentou a potncia do reactor e o seu aquecimento. Estava criada uma situao irregular, com 8 bombas a funcionar e a potncia de 200 MW, e no de 500 MW, conforme o estabelecido no programa. Mais tarde, verificou-se que o ideal era uma potncia de 700 MW. 01:23:21 a gerao de vapor aumenta, devido ao coeficiente positivo do reactor, aumentando a potncia. 01:23:35 o vapor aumenta incontrolvelmente. A ordem de desarmar o reactor foi dada 01:23:40. O boto AZ-5 accionado de modo a se inserir as barras de controle e deveria resultar na introduo de todas elas. A gua comeou a ferver e diminuiu a densidade do meio refrigerante, que por sua vez, o nmero de neutres livres aumentou, aumentando a reaco da fisso. Com a insero das barras, houve o deslocamento da gua, que refrigera os elementos combustveis, para dar lugar ao encamisamento. No primeiro instante houve uma subida brusca da potncia invs do efeito desejado, que era reduzir a potncia. Toda a reactividade ficou concentrada na parte de baixo do reactor. 01:23:44 a potncia atingiu um pico 100 vezes maior do que o valor de projecto. 01:23:45 as pastilhas comeam a reagir com a gua da circulao, produzindo alta presso nos canais de combustvel.
  • 7. 01:23:49, os canais rompem-se. De seguida, ouviu-se um estrondo. Era uma exploso de vapor. O operador desernergizou o sistema de barras de controle, na esperana de que as 205 cassem pela fora da gravidade. Mas isso no aconteceu; j havia danos irreparveis ao ncleo. 01:24 houve uma segunda exploso. A tampa de cimento do reactor, de 2000 t, foi violentamente projectada a 14 m de altura e os seus destroos, foram espalhados por cerca de 2 km largando no ar centelhas e pedaos de material incandescente. No momento da exploso, o combustvel estava entre 1300 e 1500C e 3/4 do prdio foram destrudos. A tampa caiu sobre a beira da boca do ncleo, ficando em equilbrio precrio, deixando uma parte descoberta. A exploso permitiu a entrada do ar. O ar reagiu com o bloco do moderador, que feito de grafite, formando monxido de carbono, um gs inflamvel que provocou o incndiamento do reactor. Das 140 t de combustvel, 8 t continham plutnio e produtos de fisso que foram ejectados juntamente com o grafite radioactivo. Ocorreu vrias exploses e outros 30 incndios nas imediaes. O aquecimento da gua de circulao produziu grande quantidade de vapor, que penetrou no edifcio do reactor. A estrutura de grafite incendiou-se e houve uma reaco qumica com a grafite da estrutura, com o zircaloy, que reveste os elementos combustveis, e com os tubos de presso de vapor e de gua, liberando hidrognio e monxido de carbono, gases que, em contacto com o oxignio, formam uma mistura explosiva. O aumento da temperatura prosseguiu, por causa; do incndio da estrutura de grafite, dos processos espontneos de desintegrao nuclear dos istopos formados no reactor e das reaces qumicas dentro do recipiente, como a oxidao de grafite e de zircnio e a queima de hidrognio. O incndio foi apagado em 30 de abril de 1986, s 17:00. Foram liberados 3 milhes de Istopo Elemento Meia-Vida Actividade terabecqueris para a atmosfera. Sendo estes (TBq) 46000 terabecqueris, compostos de materiais de Cs137 Csio 30 anos 85.000 longa vida (plutnio, csio, estrncio). Chernobyl Cs134 Csio 2,1 anos 54.000 foi igual a 500 vezes a exploso sobre Hiroshima. I131 Iodo 8 dias 1.760.000 Xe133 Xnon 5,3 dias 6.500.000 Mo99 Molibdnio 2,8 dias 168.000 Zr95 Zircnio 64 dias 196.000 Ru103 Rutnio 39 dias 168.000 Ru106 Rutnio 368 dias 73.000 Ba140 Brio 12,7 dias 240.000 Ce141 Crio 32,5 dias 196.000 Ce144 Crio 284 dias 116.000 Sr89 Estrncio 59,5 dias 115.000 Sr90 Estrncio 29,2 anos 10.000 Pu240 e Pu239 plutnio 6.500 - 24.000 72 anos 3 Parte Os dias seguintes Na emisso de produtos radioactivos, foram postos em liberdade materiais volteis, tais como: iodo, os gases nobres, telrio e csio. Com o aumento da temperatura devido ao incndio da grafite, comearam a escapar istopos no volteis, sob a forma de um aerossol de partculas dispersas, resultantes da pulverizao de material dos elementos combustveis e do prprio grafite. A actividade total do material radioactivo libertado, estimada em 12 x 1018 Bq, e 6 a 7 x 1018 Bq de gases nobres [1 Bq (Becquerel) = a uma desintegrao por segundo -3,7 x 1010 Bq =1 Ci (Curie) ], equivalente ao total de 30 a 40 vezes da radioactividade das bombas lanadas sobre Hiroshima e Nagasaki. A roda gigante seria inaugurada em 1 de maio. Toda a populao de Pripyat comeou a ser evacuada aps 36 horas (deveriam sair em 2 horas e ficar trs dias fora). Os 45000 habitantes no puderam levar nada. Tudo, inclusive eles mesmos, estava contaminado pela radiao. Foi feito um cerco que existe at hoje, num raio de 30 km em volta de Chernobyl, conhecido como Zona de Excluso, o que elevou os evacuados para 90000. Em 1997 esta rea foi aumentada para 2500 km 2. Nesta zona, a radiao atinge mais de 21 milhes de Curies. As chuvas e inundaes da primavera, quando a neve derrete, tm feito com que a radiao se
  • 8. espalhe e o perigo aumente. Estas guas, em 50 anos contaminaro o rio Pripyat e a bacia do Dnieper, o que afectar a vida de 10 milhes de pessoas. O total de evacuados na Ucrnia, Bielorssia e Rssia foi de 326000 pessoas. Continuaram a operar 2 reactores, produzindo metade da energia consumida em Kiev e os funcionrios da Central Nuclear foram transferidos para a cidade de Slavutich, a 40 km de distncia. Todos os dias um comboio com proteco, contra a radiao, fazia a viagem at Central Nuclear (Chernobyl foi operacionalmente desactivada em 15.12.2000). Os "liquidators" foram recrutados, fora, para a limpeza. Muitos eram soldados jovens sem roupa e treinamento apropriados. Mais de 650000 ajudaram na limpeza no primeiro ano. Muitos destes adoeceram e entre 8000 a 10000 faleceram devido s doses recebidas no local da usina. Durante o trabalho, para no enlouquecerem, ouviam msica na rea cercada por arame farpado. Foram adoptadas diversas medidas para cobrir o centro do reactor, com material que absorve o calor e filtra o aerossol liberado. Em 27 de abril, com helicpteros, comeou-se a largar em cima do reactor; 1800 toneladas de uma mistura de areia e argila, 800 t de dolomita (bicarbonato de clcio e magnsio), 40 t de boro e 2400 t de chumbo. De modo a se reduzir a temperatura do material e a concentrao de oxignio, bombeou-se nitrognio lquido para baixo do vaso do reactor. Construiu-se embaixo do reactor um sistema especial para remoo de calor, de modo a evitar a penetrao do ncleo do reactor no solo. Os pilotos envolvidos morreram devido exposio; uma dzia de helicpteros de carga, caminhes e outros veculos tornaram-se radioactivos e tiveram que ser abandonados. Para evitar a contaminao das guas subterrneas e superficiais da regio, foram tomadas as seguintes medidas: construo de uma barreira subterrnea impermevel ao longo do permetro urbano da usina, perfurao de poos profundos para baixar o nvel das guas do subsolo, construo de uma barreira de drenagem para o reservatrio de gua de resfriamento e instalao de um sistema de purificao para drenagem de gua. As unidades 1 e 2 voltaram a ser operadas em outubro/novembro de 1986 e a unidade 3 em dezembro de 1987, depois da execuo de trabalhos de descontaminao, manuteno e melhoramentos na segurana dos reactores. Trs anos e meio depois, os moradores daquela localidade, especialmente as crianas, sofrem de inflamao da tireide, de falta de energia, de cataratas e de cancro, segundo o Manchester Guardian Weekly. Em certa rea, mdicos especialistas predizem que dezenas de milhares de pessoas ainda iro morrer de cancro, causado pela radiao e haver um aumento de doenas genticas, de deformaes congnitas, de abortos involuntrios, e de bebs prematuros, nas geraes seguintes. Os directores de fazendas, informaram haver um ndice crescente de defeitos congnitos entre os animais criados nas fazendas: Bezerros sem cabea, membros, costelas ou olhos; porcos com crnios anormais; etc. Informou--se que as medies das taxas de radiao, apresentam-se 30 vezes maiores do que as normais na rea. Segundo o jornal sovitico Leninskoye Znamya crescem pinheiros incomumente grandes na rea, bem como choupos com folhas de 18 cm de largura, cerca de 3 vezes o seu tamanho normal. Como proteco de longo prazo, optou-se por "sepultar" o reactor, com a construo de paredes internas e externas e de um tecto, sob a forma de tampa. A estrutura levou 7 meses para ficar pronta e tem a altura de um prdio de 20 andares, a fundao no slida e h risco de colapso das paredes. Selaram o reactor com 300000 toneladas de ao e cimento. Recentemente, apareceram rachaduras nas paredes. O trabalho ainda no est concludo. A construo da unidade 5 e 6 foram paralisadas. Um novo sarcfago foi licitado para ser construdo sobre o actual que no a prova de vazamento. Chernobyl ainda vive, igual a um vulco adormecido, pode novamente entrar em "erupo" e dispersar mais radioactividade na atmosfera. Isto seria causado pelas falhas estruturais do actual sarcfago e do material que ainda se encontra incandescente. Em dezembro de 1986 uma massa intensamente radioactiva foi detectada na base da unidade 4, formada por areia, vidro e combustvel nuclear, baptizada de "p de elefante", por ter mais de 2 m de circunferncia e centenas de toneladas. A anlise do material mostrou aos cientistas que grande parte do combustvel vazou sob a forma de areia. Debaixo do reactor, encontrou-se cimento quente e fumegante, lava e formas cristalinas (chamada de chernobilita). As paredes do sarcfago comearam a desabar, porque foram construdas sobre as paredes instveis do reactor.
  • 9. Os trabalhos sofreram reduo no apenas pela falta de dinheiro, mas tambm pelas mortes e pelo stress entre os cientistas envolvidos. Um consrcio de empresas europeias traou planos para cobrir o reactor com uma nova estrutura de cimento para durar tanto como as pirmides e conter o material radioactivo. Em maio de 1997, foi avaliado que para isto seria necessrio aplicar 760 milhes de dlares durante 8 anos. Em junho daquele ano, a Ucrnia e os pases do G-7 aprovaram o plano de melhorias do sarcfago. Uma das propostas era a de construir uma estrutura cncava e atravs de trilhos, fazendo-a deslizar sobre o local onde est o reactor 4. Desta forma, a construo no implicaria uma exposio directa com a radiao. At agora, o dinheiro no apareceu e o tmulo de Chernobyl causar problemas pelos prximos 100000 anos. Encobriu 2300 aldeias e cidades e inutilizou 130000 km 2. Chernobyl tornou-se referncia para o grau mximo de acidente nuclear. 4 Parte Concluses sobre Chernobyl No final de agosto de 1986, o governo sovitico divulgou um relatrio de 382 pginas sobre o acidente, identificando a causa, ao facto de que os operadores, durante um teste de segurana, desligaram trs sistemas de segurana. Em 30/07/1987, seis russos (Viktor Petrovich Bryukhanov - chefe da usina, Nikolai Maksimovich Fomin - engenheiro chefe, Anatoly Stepanovich Dyatlov adjunto do engenheiro chefe, Kovalenko, Rogozhkin, Laushkin) foram levados a julgamento por violao das normas de segurana que levaram exploso do reactor. Trs foram declarados culpados (em negrito) e sentenciados a 10 anos em campo de trabalhos forados. Uma das principais concluses da Conferncia Internacional, organizada em Viena pela Unio Europeia, AIEA e Organizao Mundial da Sade, foi a estatstica das vtimas do acidente de abril de 1986. Um total de 237 pessoas, trabalhadores envolvidos no acidente foram hospitalizados. Destes, 134 trabalhadores, foram diagnosticados com o sndroma agudo de radiao. O total de mortos, em virtude da radiao emitida pelo acidente no reactor, foi de 31 pessoas, vitimadas pela participao directa no combate aos incndios da unidade. Duas pessoas faleceram atingidas directamente pela exploso do reactor, e uma terceira, de enfarte. No entanto, milhares de pessoas sofreram e sofrem as consequncias da exposio radiao at hoje. Em janeiro de 1993, a AIEA refez a anlise do acidente e atribuiu a sua causa principal, ao projecto do reactor e no a erro operacional (excesso de confiana, falha na comunicao entre os operadores e a equipa que conduzia o teste, desligamento dos sistemas de segurana) conforme o relatrio de 1986. O RBMK tem defeitos de nascena. O reactor torna-se instvel, quando se eleva a temperatura e quando se aumenta a reactividade em baixa potncia. Quando nestas situaes, reactor susceptvel a formao de bolhas de vapor no seu interior e a refrigerao promovida pelo vapor menos eficiente que a gua. Por sua vez, a formao de vapor aumenta a potncia da reaco, porque diminui a absoro de neutres. Parecido como se algum pisasse no freio de um veculo e a velocidade aumentasse. Gravaes de vdeo, fotografias tiradas aps o acidente apresentam "rudos" (flashes) provocados pela aco da radiao. O nmero de crianas submetidas a problemas na tiride e casos de leucemia aumentaram desde ento. Observou-se que um grande nmero de crianas passaram a ter perda de todos os pelos do corpo e muitas vezes da prpria pele. Crianas que nunca sero como as outras, nunca podero brincar, subir rvores, comer fruta ou beber leite como todas as crianas saudveis. Em 1991 as repblicas soviticas separaram-se e a Ucrnia voltou a existir como um pas independente. Nomes, como Chernobyl e Kiev (capital), passaram para a forma ucrniana - Chornobil e Kiif. 6. Os Efeitos Fsicos e Qumicos da Radiao A radiao no-ionizante no modifica a estrutura atmica dos seres vivos, este espectro de radiao est compreendido entre as frequncias de ultravioleta, luz visvel, infravermelho, micro-ondas, radio-frequncias (muito baixas e extremamente baixas) e campos electromagnticos. A radiao emitida
  • 10. por tubos de imagem so ultravioleta, infravermelho e luz visvel, que esto bem abaixo das que so consideradas perigosas. Radiao ionizante uma radiao que tem energia suficiente para remover electres dos tomos. Toda a matria compe-se de tomos, e a maioria dos tomos so estveis. excepo, dos que tm ncleos instveis. Estes so chamados de "radioactivos", dos quais se conhecem pelo menos 2500 elementos radioactivos naturais e artificiais que tem meias-vidas que variam de 2 x 10-16 segundos a 7,2 x 1024 anos. Para tornar-se estvel, o tomo emite partculas subatmicas ou fotes de alta energia (raios X). Este processo chamado de decaimento radioactivo. Por meia-vida, entende-se, o tempo necessrio para liberar metade da quantidade de energia de um tomo instvel ou radioactivo. Esta energia excedente emitida do ncleo do tomo atravs de partculas. Para conseguir estabilidade, o ncleo instvel muda e no processo, emite radiao na forma de pequenas partculas e raios. O urnio assim transformado numa sucesso de outros elementos e, por fim, torna-se num estvel elemento, o chumbo. Estas partculas diferem de tamanho e, portanto, na capacidade de penetrao de corpos expostos a estes tomos em desequilbrio energtico e so conhecidas como partculas alfa, beta e gama . Verifica sempre o ar por A composio celular de 85% de gua. A gua ioniza-se quando radiao e vrus. Um exposta a estas partculas, formando ies. A molcula de H2O+ dissocia-se fato de isolamento o quase de imediato (10-11 segundos) formando: H2O+ - OH + H+. teu melhor amigo! OH uma molcula altamente instvel que se oxida com outras molculas, formando H2O2 que um agente oxidante. O electro combina-se com uma molcula de H2O formando: H2O + eo-1 - H2O-. H2O- dissocia-se formando, H + OH-. O H combinar com o O formando: H + O2 + HO2. Resumindo: H2O + OH + H2O2 + H + HO2. A excepo de H, todos os agentes so oxidantes. Agentes oxidantes prximos do DNA interagem quimicamente oxidando e destruindo partes da molcula, destruindo, por sua vez, os genes. Noventa por cento dos danos causados pela radiao ionizante so reparados, deixando resduo de dez por cento de dano irreparvel e acumulado. Novamente, se uma clula exposta radiao, a probabilidade da radiao interagir com a molcula de DNA muito pequena, pois estes elementos que a compe representam uma parcela nfima. No entanto, sendo cada clula, como no caso do corpo humano, basicamente formada por gua, a probabilidade da radiao interagir com a gua muito maior, por estar em maior concentrao no volume celular. Quando a radiao interage com a gua quebram-se as ligaes que mantm a molcula de gua unida, produz-se fragmentos tais como hidrognio (H) e hidrxidos (HO). Estes fragmentos podem recombinar-se ou podem interagir com outros fragmentos ou ies para formar compostos, tais como gua, que no prejudica a clula. No entanto, podem combinar-se para formar substncias txicas, tais como perxido de hidrognio (H2O2), que pode contribuir para a destruio da clula. Raios X Os raios X so produzidos quando cargas elctricas sofrem grandes aceleraes ou quando um electro sofre uma mudana de nvel e a energia emitida muito grande. Por ter um comprimento de onda muito pequeno, os raios X podem atravessar as partes moles do corpo humano pele, msculos, regies com gordura at atingir uma chapa fotogrfica. Assim so feitas as radiografias, como as do pulmo, braos, ps etc. Essa radiao no faz bem sade. Mas, como as radiografias s so feitas em caso de necessidade mdica, trazem benefcios, o que compensa os seus efeitos prejudiciais. Os raios gama so semelhantes aos raios X, mas muito mais energticos. So produzidos em processos que ocorrem dentro do ncleo de alguns tomos, enquanto os raios X so produzidos na eletrosfera do tomo.
  • 11. Os raios X so gerados ao se acelerar, por meio de uma fonte externa de energia, os electres de um ctodo. Esses electres saem em alta velocidade em direco ao nodo. Ao colidirem com o nodo, estes electres penetram na eletrosfera do metal do nodo, causando sua instabilidade, com grande liberao de calor e de ondas electromagnticas X. Um dispositivo usado para gerar raios X o tubo de Coolidge, que nada mais do que um tubo de raios catdicos modificado. Consiste numa ampola de vidro com alto vcuo, que contm um ctodo feito de um filamento aquecido e um nodo feito de um metal duro, com alto ponto de fuso (tungstnio). As tenses utilizadas na produo de raios X so da ordem de Objectos brilhantes so para ser 80 a 500 kV. A intensidade dos raios X determinada pela corrente considerados perigosos a todas as elctrica que passa pelo filamento. Quanto maior a intensidade da alturas. Se um objecto tem corrente, maior o aquecimento do filamento e maior o nmero de luminosidade suficiente para se electres que ele libera. Devido ao aquecimento causado no alvo ver noite, no toques. (nodo) pelo bombardeamento de electres, necessrio refriger-lo por circulao de gua. O poder de penetrao dos raios X tanto maior, quanto menor for seu comprimento de onda, que a funo da tenso que acelera os electres do filamento para o alvo. 7. Outras Energias em comparao com a Energia Nuclear Quando se fala sobre a substituio de um tipo de energia por outra, reconhece-se que nem todos os tipos so igualmente utilizveis. O carvo pode substituir o petrleo para mover turbinas ou locomotivas, mas no para mover carros. A energia nuclear, isto , a energia contida no ncleo ou massa central, dum tomo, sem comparao a maior fonte conhecida de energia no universo material. H dois meios de liberar tal energia e so conhecidos como "fisso" (separao) e "fuso" (concentrao). A energia resultante da fisso nuclear, desponta como uma parte importante das reservas da energia elctrica em vrios pases. As reservas de urnio parecem, provavelmente, durar mais que as de petrleo, mas tornam-se mais onerosas de minerar e refinar. Olhando-se mais adiante, diz-se que a fuso nuclear promete energia ilimitada, retirada da gua, convertendo o hidrognio, em hlio. Trata-se do processo nuclear que se passa no sol. Em contraste com as reservas limitadas de urnio, e mesmo das reservas ainda maiores de carvo, a quantidade disponvel de hidrognio to ampla quanto os oceanos. A energia nuclear tem sido introduzida como substituto potencial do petrleo. No entanto, esta energia um "Cavalo de Tria", pois o seu uso industrial resulta em algumas surpresas desagradveis. Existe o risco de contaminao Na eventualidade da radioactiva que poderia acompanhar um acidente. Mais recentemente a exposio a radiao, deves possibilidade de um atentado terrorista ou sabotagem no esto mais enxaguar-te com uma grande descartadas. quantidade de gua, assim que possvel. Ensaboar, enxaguar e repetir. Efeito Estufa Qualquer estratgia energtica que considere o efeito estufa, exige a reduo do uso de combustveis fsseis, porque suprem mais de 3/4 da oferta global de energia primria e so as maiores fontes de gases de efeito estufa e de outros poluentes atmosfricos. A energia nuclear sozinha no pode solucionar os problemas ambientais do mundo, em particular a reduo das emisses de gases de efeito estufa. Para substituir os combustveis fsseis, a energia nuclear parte da soluo, at que se encontre uma fonte menos agressiva e letal ao meio-ambiente. A energia nuclear no emite gases de efeito estufa (dixido de carbono, metano, hidrofluorcarbonos e outros) nem qualquer gs que provoca chuva cida (anidrido
  • 12. sulfuroso, xidos de nitrognio). No emite nenhum metal carcinognico, teratognico e mutagnico (As, Hg, Pb, Cd, etc.) como o fazem as opes que utilizam combustveis fsseis. A utilizao da energia nuclear tambm no emite gases ou partculas que provocam smog nas cidades ou a destruio da camada de ozono. Mas produz plutnio, um veneno quase eterno. Uma Opo Nuclear As usinas de energia nuclear e as instalaes de ciclo do combustvel no precisam de grandes reas. Assim, o impacto ambiental da energia nuclear sobre a terra, as florestas e as guas mnimo e no requer o remanejamento de grandes populaes. Em termos de custo, usinas nucleares podem ter despesas operacionais compatveis com outras tecnologias medida que se aumenta a potncia instalada (economia de escala), porm a vida til de uma usina nuclear menor do que de uma usina trmica convencional. A energia nuclear j a segunda maior fonte de produo de electricidade nos pases de renda alta e a terceira maior no mundo inteiro, depois do carvo mineral (40%) e da energia hidrulica (18%). Hoje a energia nuclear gera 17% da produo global de electricidade e evita cerca de 10% de emisses adicionais de CO2 de todos os sectores econmicos e cerca de um tero do sector energtico. Aqui est um exemplo de muitas energias. As suas vantagens e as desvantagens Fonte Vantagens Desvantagens Carvo Barato Requer controles de alto custo de poluio do ar (mercrio, dixido de enxofre). Contribuinte significativo chuva cida e a aquecimento global. Fcil de recuperar. Requer sistema extensivo de transporte. Nuclear O combustvel barato. a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergncia, de conteno, de resduo radioactivo e de estocagem. a fonte mais concentrada de gerao de energia. Requer uma soluo a longo prazo para os resduos armazenados em alto nvel na maioria dos pases. O resduo o mais compacto de toda as fontes. Proliferao nuclear potencial. Base cientfica extensiva para todo o ciclo. Produo de plutnio. Fcil de transportar como novo combustvel. Nenhum efeito estufa ou chuva cida. Hidrelctrica Muito barato aps a represa ser Fonte muito limitada pois depende da elevao da gua. construda. O colapso da represa conduz geralmente perda de vidas. As represas afectam a desova e a migrao dos peixes. Investimentos promovidos por governos na maioria das vezes. Danos ambientais para as reas inundadas (acima da represa) e rio abaixo. Gs/leo Bom sistema de distribuio para Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno nos os nveis de uso atuais. pases frios. Fcil de obter. Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global. Caro para gerao de energia. Melhor fonte de energia para o A grande oscilao dos preos conforme a oferta e a demanda. aquecimento de espaos. Reservas concentradas geograficamente em rea de turbulncia poltica. Vento O vento grtis, se disponvel. Necessita de 3 vezes a quantidade de gerao instalada para atingir demanda. Limitado a poucas reas. Boa fonte para suprir a demanda de bombeamento peridico de O equipamento caro de se manter. gua nas fazendas, como j visto em vrios pases no incio do Necessita de armazenamento de energia de alto custo (baterias). sculo. Altamente dependente do clima - o vento pode danific-lo durante fortes ventanias ou no girar durante dias, conforme a estao do ano.
  • 13. Pode afectar pssaros e coloc-los em perigo. Solar A luz solar grtis, quando Limitado s reas ensolaradas do mundo (muita demanda quando est pouco disponvel. disponvel, por exemplo no aquecimento solar). Requer materiais especiais para espelhos/painis que pode afectar o meio ambiente. A tecnologia actual requer quantidades grandes de terra para quantidades pequenas de gerao da energia. Biomassa A indstria est em sua infncia. Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. Poderia criar empregos pois Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o plantas menores poderiam ser combustvel tem baixo ndice de conteno de calor. usadas. Combustvel O combustvel pode ter baixo Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. a partir de custo. resduos Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o Poderia criar empregos pois combustvel tem baixo ndice de conteno de calor. plantas menores poderiam ser usadas. As cinzas podem conter metais como o cdmio e chumbo. Emisses baixas de dixido de Libera no ar e nas cinzas substncias txicas como dioxinas. enxofre. Fuso O hidrognio e o trtio poderiam ser O ponto rentabilidade ainda no foi alcanado aps aproximadamente 40 usados como fonte de anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viveis so combustvel. esperadas para daqui a 35 anos. Gerao mais elevada de energia por unidade de massa do que na fisso. Nveis mais baixos de radiao associados ao processo do que em reactores baseados em fisso. Bibliografia: - www.energiatomica.hpg.ig.com.br - www.cfn.ist.utl.pt - alfa.ist.utl.pt Sold Out Software - Interplay Productions Fallout Game manual