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As catástrofes naturais no Japão e seus impactos nos reatores nucleares de Fukushima

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As catástrofes naturais no Japão e seus impactos nos reatores nucleares de Fukushima. Antonio Carlos Marques Alvim Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e Melo Departamento de Engenharia Nuclear. Reatores em operação - mundo. Reatores em construção - mundo. Reatores nucleares no Japão.

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as cat strofes naturais no jap o e seus impactos nos reatores nucleares de fukushima
As catástrofes naturais no Japãoe seus impactos nos reatores nucleares de Fukushima
  • Antonio Carlos Marques Alvim
  • Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e Melo
  • Departamento de Engenharia Nuclear
reatores nucleares no jap o
Reatores nucleares no Japão

O Japão possui 54 reatores nucleares em operação;

½ dos reatores são BWR e 45% PWR;

Existem alguns reatores do tipo ABWR (Advanced Boiling Water Reactors);

1/3 da energia elétrica gerada é de origem nuclear;

A fonte principal de energia advém de combustíveis fósseis.

cat strofes naturais no jap o
Catástrofes Naturais no Japão
  • O Japão foi recentemente atingido por catástrofes naturais sem precedentes em sua história;
  • Um terremoto de grau 8,9 na escala Richter;
  • Um tsunami, consequência do terremoto, devastador.
reatores nucleares
Reatores nucleares
  • Um reator nuclear não explode como uma bomba nuclear;
  • Podem ocorrer explosões por outros tipos de liberações de energia, associadas a acidentes.
produtos da fiss o nuclear
Produtos da fissão nuclear
  • Um reator nuclear em operação gera nuclídeos instáveis que se transmutam em cadeias longas de decaimento, até uma forma estável;
  • Este processo gera emissão de radiação (beta e gama).
refrigera o p s desligamento
Refrigeração pós-desligamento
  • A consequência disso é que, diferente de outras centrais termelétricas, o reator nuclear deve continuar a ser refrigerado mesmo após seu desligamento (interrupção das fissões nucleares).
defesa em profundidade
Defesa em profundidade
  • O inventário de material radioativo produzido no reator nuclear é grande;
  • Todos os esforços são no sentido de evitar que a radiação escape do reator e/ou de sua contenção.
central de fukushima dai ichi
Central de Fukushima Dai-ichi
  • Os 6 reatores nucleares de Fukushima são reatores a água fervente (Boiling Water Reactor - BWR);
  • Os reatores brasileiros são reatores a água pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR).
o que aconteceu aos reatores
O que aconteceu aos reatores?
  • Todos os reatores de Fukushima foram projetados para suportar um terremoto de grau 8,2 na escala Richter;
  • Nenhum deles foi destruído pelo terremoto, mesmo sendo este de grau 8,9.
slide24
Todos os reatores em operação no momento da catástrofe foram desligados com sucesso;
  • Os sistemas de remoção de calor residual foram acionados, mas a perda de energia elétrica que se seguiu à catástrofe tornou esses sistemas inoperantes.
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Mesmo assim, isto é previsto no projeto de reatores nucleares;
  • Geradores diesel de emergência fornecem a energia necessária para continuar a refrigerar os reatores.
o que n o foi previsto
O que não foi previsto?
  • Com a chegada do tsunami, os geradores diesel de emergência tornaram-se inoperantes;
  • Isto indica uma possível área de revisão de projeto para reatores passíveis de serem afetados por tsunamis;
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Baterias de emergência foram acionadas para substituir os geradores diesel;
  • Duração limitada (8 horas).
o problema criado por esta sucess o de eventos
O problema criado por esta sucessão de eventos
  • Com o abaixamento do nível de água no núcleo dos reatores, houve aumento da pressão na contenção primária dos reatores;
  • Necessidade de aliviar pressão fez com que vapor fosse liberado para a contenção secundária.
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Existe uma piscina de armazenamento de combustível usado na contenção secundária;
  • Esta piscina teve o seu nível de água diminuído. A interação química com água/vapor em temperaturas acima de 700oC provoca liberação de hidrogênio (H2).
explos es ocorridas
Explosões ocorridas
  • Hidrogênio em concentrações acima de 4% (e até 75%) em volume reage de forma explosiva;
  • As explosões ocorridas deveram-se à formação de hidrogênio na contenção secundária.
necessidade de refrigera o continuada
Necessidade de refrigeração continuada
  • Para evitar consequências mais sérias, fez-se uso de água do mar (com boro diluído, para evitar problemas de recriticalidade) para continuar a retirar o calor de decaimento.
contamina o externa
Contaminação externa
  • Com a falha de varetas na piscina da contenção secundária (não se descarta a falha de varetas do reator e a liberação de produtos de fissão radioativos para a contenção secundária) e em consequência das explosões ocorridas nas contenções secundárias, houve liberação de radioatividade (detectada a presença de I131, mas não de Cs137).
consequ ncias da libera o
Consequências da liberação
  • Redução do número de técnicos nas áreas atingidas;
  • Necessária evacuação da população para prevenir contaminação massiva;
  • Algumas pessoas foram expostas à radiação (baixa exposição).
o futuro
O futuro
  • Não se pode prescindir do uso da geração nucleoelétrica;
  • França: 75% de geração nuclear;
  • Coréia do Sul: 30%;
  • China está construindo 20 reatores nucleares.
reatores de terceira e quarta gera o
Reatores de terceira e quarta geração
  • reatores evolutivos (melhorias quanto à segurança);
  • reatores inovadores (inerentemente seguros).