Os átomos de alguns elementos químicos apresentam a propriedade de, através de reações nucleares, transformar massa em energia. Esse princípio foi demonstrado por Albert Einstein. O processo ocorre espontaneamente em alguns elementos, porém em outros precisa ser provocado através de técnicas específicas.
Existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento.
A fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. É usada em mais de 400 centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Sul, Paquistão e Índia, entre outros.
Segundo a WNA (Associação Nuclear Mundial, da sigla em Inglês), hoje, 14% da energia elétrica no mundo, é gerada através de fonte nuclear e este percentual tende a crescer com a construção de novas usinas, principalmente nos países em desenvolvimento (China, Índia, etc.). Os Estados Unidos, que possuem o maior parque nuclear do planeta, com 104 usinas em operação, estão ampliando a capacidade de geração e aumentando a vida útil de várias de suas centrais. França, com 58 reatores, e Japão, com 50, tambem são grandes produtores de energia nuclear, seguidos por Rússia (33) e Coréia do Sul (21).
A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global e outros produtos tóxicos. Usinas nucleares ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos (chuva, vento, etc.) para o seu funcionamento.
Além disso, o urânio utilizado em usinas nucleares é um combustível de baixo custo, uma vez que as quantidades mundiais exploráveis são muito grandes e não oferecem risco de escassez em médio prazo.
Pesquisas de opinião realizadas na Europa, nos Estados Unidos e na Ásia demonstram que a população aceita a construção de novas usinas nucleares e a substituição de plantas antigas por novas.
Ambientalistas prestigiados como James Lovelock (autor da “Teoria de Gaia”) e e Patrick Moore (fundador do Green Peace) são unânimes em declarar que não se pode abdicar da energia nuclear se pretendemos reduzir os riscos do aquecimento global e de todos os problemas relacionados a ele.
Como Funciona uma Usina Nuclear:
A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.
Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais.
Uma usina nuclear oferece elevado grau de proteção, pois funciona com sistemas de segurança redundantes e independentes (quando somente um é necessário)...
A Energia Nuclear:
A energia nuclear, também chamada atômica, é obtida a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia. A energia nuclear mantém unidas as partículas do núcleo de um átomo. A divisão desse núcleo em duas partes provoca a liberação de grande quantidade de energia.
Os primeiros resultados da divisão do átomo de metais pesados, como o urânio e o plutônio, foram obtidos em 1938. A princípio, a energia liberada pela fissão nuclear foi utilizada para objetivos militares. Posteriormente, as pesquisas avançaram e foram desenvolvidas com o intuito de produzir energia elétrica. No entanto, armas nucleares continuam sendo produzidas através do enriquecimento de urânio.
Atualmente os Estados Unidos lideram a produção de energia nuclear, porém os países mais dependentes da energia nuclear são França, Suécia, Finlândia e Bélgica. Na França, cerca de 80% de sua eletricidade é oriunda de centrais atômicas.
No fim da década de 1960, o governo brasileiro começou a desenvolver o Programa Nuclear Brasileiro, destinado a implantar no país a produção de energia atômica. O país possui a central nuclear Almirante Álvaro Alberto, constituída por três unidades (Angra 1, Angra 2, e Angra 3). Está instalada no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro. Atualmente, apenas Angra 2 está em funcionamento.
Ataques:
Essa fonte energética é responsável por muita polêmica e desconfiança: a falta de segurança, a destinação do lixo atômico, além da possibilidade de acontecerem acidentes nas usinas, geram a reprovação da utilização da energia nuclear por grande parte da população. Alguns acidentes em usinas nucleares já aconteceram, entre eles estão:
Three Miles Island – em 1979, na usina localizada na Pensilvânia (EUA), ocorreu a fusão do núcleo do reator e a liberação de elevados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas.
Chernobyl – em 1986 ocorreram o incêndio e o vazamento de radiação na usina ucraniana, na extinta União Soviética, com milhares de feridos e mortos, podendo a contaminação radioativa ter causado 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos seguintes.
A energia nuclear apresenta vários aspectos positivos, sendo de fundamental importância em países que não possuem recursos naturais para a obtenção de energia. Estudos mais aprofundados devem ser realizados sobre essa fonte energética, ainda existem vários pontos a serem aperfeiçoados, de forma que possam garantir segurança para a população.
O que é Energia Nuclear:
Aspectos positivos da energia nuclear:
- As reservas de energia nuclear são muito maiores que as reservas de combustíveis fósseis;
- Comparada às usinas de combustíveis fósseis, a usina nuclear requer menores áreas;
- As usinas nucleares possibilitam maior independência energética para os países importadores de petróleo e gás;
- Não contribui para o efeito estufa.
Aspectos negativos da energia nuclear:
- Os custos de construção e operação das usinas são muito altos;
- Possibilidade de construção de armas nucleares;
- Destinação do lixo atômico;
- Acidentes que resultam em liberação de material radioativo;
- O plutônio 239 leva 24.000 anos para ter sua radioatividade reduzida à metade, e cerca de 50.000 anos para tornar-se inócuo.
Bomba Atômica:
A descoberta do nêutron, no ano de 1932, mudou totalmente os métodos utilizados para estudar as propriedades do núcleo atômico. Ernest Rutherford, físico inglês que viveu entre os anos de 1871 e 1937, fez inúmeras pesquisas investigativas sobre a estrutura do átomo. Rutherford investigou a estrutura do átomo utilizando para isso as partículas alfa. Nos anos 30 inúmeras descobertas revelaram aspectos inesperados em relação ao núcleo do átomo. Ao bombardear átomos de urânio com nêutrons, cientistas como Otto Hahn e Lise Meitner, provaram que o núcleo desse átomo, formado por 92 prótons, é dividido em núcleos menores e descobriram ainda que o urânio pode fissionar (processo de fissão nuclear) o elemento bário e o elemento criptônio, cada qual com 56 e 36 prótons no núcleo respectivamente. Com essas descobertas os cientistas perceberam que era possível criar uma reação em cadeia com capacidade para gerar grandes quantidades de energia e que, se ela ocorresse de forma descontrolada, em uma fração de segundos a liberação de energia seria gigantesca, provocando dessa forma uma explosão de alto poder destrutivo. Após essas descobertas surgiu uma nova arma: a bomba nuclear, cujo poder destrutivo é altíssimo.
Muitos dos cientistas que se empenharam nas pesquisas sobre fissão e fusão nuclear, entre eles Einstein e Lise Meitner, se refugiaram em outros países em razão da perseguição nazista, mas mesmo assim deram continuidade em suas pesquisas. Nessa época já se tinha o conhecimento necessário para a construção da bomba nuclear. No ano de 1941, os Estados Unidos da América entram na Segunda Guerra Mundial após o bombardeio de Peal Harbor realizado pelos japoneses. A Europa estava um caos e Hitler já havia invadido vários países. Mediante esse ataque surpresa, os EUA iniciaram uma operação ultra-secreta num laboratório localizado no Novo México, para construção de uma bomba atômica. Vários cientistas foram convidados, entre eles Lise Meitner, mas ela se recusou.
Em julho de 1945, foram realizados os primeiros testes para a detonação da bomba atômica. Muitos que presenciaram os testes sabiam que a partir daquele instante a humanidade não seria a mesma. Nesse mesmo ano os nazistas se renderam, mas os japoneses não fizeram o mesmo. Dessa forma, os aviões norte-americanos bombardearam a cidade de Tóquio com bombas incendiárias matando milhares de pessoas. Em uma decisão trágica, o presidente Harry Truman autorizou o uso da bomba atômica com argumento de que a invasão por terra causaria a morte de milhões de vidas americanas e japonesas. Com a autorização para o ataque, no dia 16 de agosto de 1945, a bomba atômica - apelidada de “Garotinho” - foi lançada sobre os céus de Hiroshima, matando milhares civis e mesmo assim o Japão não se rendeu. Três dias depois desse ataque, outra bomba produzida com elemento radioativo artificial foi detonada sobre a cidade de Nagasaki, causando novamente milhões de mortes. Esse foi o fato que, segundo algumas pessoas, marcou o fechamento da Segunda Guerra Mundial.
Foi a partir dessa guerra e desse acontecimento que a ciência passou a receber verbas para pesquisas, muitas delas diretamente do governo. Se por um lado a fissão nuclear proporcionou o desenvolvimento da bomba atômica, por outro ela favoreceu o desenvolvimento da fissão nuclear controlada, que é utilizada nos reatores nucleares e em várias aplicações na medicina.
