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Acidentes Nucleares

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  1. Acidentes Nucleares Os Perigos da Energia Nuclear Prof. Dr. Francisco A. P. Osório MAF - PUC Goiás

  2. Padrões Atuais do Uso de Energia no Mundo

  3. A Energia é fundamental para a Sociedade Moderna • Sua manipulação permite a criação de bens a partir dos recursos naturais. • É responsável pelo fornecimento de muitos dos serviços que nos beneficiam. • Os Combustíveis Fósseis foram os responsáveis pela Modernização do Ocidente.

  4. Petróleo • 40% da energia global vem do petróleo • Consumo global de energia cresceu 25% nos últimos 20 anos. • (só nos EUA cresceu 15%). • Grande parte desse crescimento do consumo de energia se deve aos países menos desenvolvidos. Onde em 20 anos o consumo deverá dobrar.

  5. Combustíveis Fósseis • 90% da energia consumida vem da queima de combustíveis fósseis, provocando: • Queda da Qualidade do ar nos centros urbanos. • Intensa degradação do solo e das águas. • Crescimento emissão de CO2 para a atmosfera.

  6. Uso da Energia e Meio Ambiente Da revolução industrial até hoje aumentou de 30% a concentração de gás carbônico na atmosfera. Provocando um aumento da temperatura global. Que implicará em graves conseqüências no futuro, como o derretimento das calotas polares, aumento nos níveis dos oceanos E o mais grave: Alterações Dramáticas no clima do planeta.

  7. Emissões de CO2 resultantes das atividades do homem Emissões devido ao Consumo total de Combustíveis fósseis Petróleo Carvão Gás Natural

  8. Efeito Estufa

  9. Concentrações de CO2 Segundo relatório da NASA (IPCC) 2007 a temperatura pode variar até 3o C nas próximas décadas. Hoje em dia a concentração de CO2 está próxima de 385 ppm

  10. Os gigantes Devoradores de Energia EUA possuem 4,6% da pop. Mundial _ Consomem 25% da Energia produzida no mundo. Consumo por pessoa por dia = 26,5 L petróleo ou 31,75 kg carvão • CHINA – 20% pop. Mundial • Consomem 10% energia mundial • Casas com geladeiras em Pequin  1982 (3%) 1995 (81%).

  11. Crescimento Exponencial no consumo não será sempre acompanhado pela produção de energia. A partir de um certo ponto a taxa de produção de energia atingirá um máximo e depois passará a diminuir ao longo dos anos. Conhecendo a taxa de produção atual podemos fazer uma estimativa da duração dos recursos energéticos. No entanto, Os Recursos Energéticos são Finitos

  12. Queda esperada na produção mundial de petróleo e do carvão chinês,

  13. Qual é a nossa esperança!!!Fontes Alternativas de Energia. • As principais fontes menos poluentes para geração de Energia são: • Hidráulica • Eólica • Solar • Energia Nuclear considerada como sendo a melhor opção por muitos países.

  14. Energia Nuclear no mundo. (O Efeito Chernobyl) • EUA no final da década de 90 tinha 104 Usinas nucleares e possui o mesmo número até hoje. Geram 97.000 MWe (20% eletricidade gerada nos EUA). • A porcentagem de geração de eletricidade em outros países é: • França (78%) ; Bélgica (57%); Japão (39%); Coréia (39%); Suécia (46%)

  15. Declínio no uso da Energia Nuclear • Motivos: Estouro de Orçamentos, problemas com controle de qualidade, altos custos, desconfiança do público etc. • 20 últimos reatores construídos (EUA) custaram entre 3 e 6 bilhões de dólares. • Custo de 3000 a 6000 dólares o kW. • A construção de uma usina a gás tem custo de um décimo da us. nuclear e é mais rápida. • Usinas eólicas  custo geração U$1.000/kW

  16. A Opção Nuclear. • A vida útil de uma usina nuclear é de 40 anos. Muitas deviam ser desativadas até 2020. • Governo americano tem autorizado reformas em usinas para funcionarem por mais 20 anos. • Já a China quer quadruplicar sua capacidade nuclear até 2020. • Japão  Busca sua independência energética na energia nuclear. No entanto não possui o apoio da população preocupada com a segurança das instalações.

  17. Fonte Limpa de Energia? • Uma usina nuclear consome 35 toneladas de U3O8 /ano - Produz 1.000MWe/ano • 1kg de 235U equivale a 14000 barris de petróleo e a 3000 toneladas de carvão. • Para produzir 1kW de energia elétrica uma usina nuclear emite só 4 gramas de CO2. • Enquanto uma usina termoelétrica a carvão emite 955g, uma a óleo 818g e uma a gás 446g.

  18. REATORES NUCLEARES Fissão Nuclear (O Processo Básico)

  19. Fissão Nuclear: Bombardeando núcleos pesados (U235) com nêutrons lentos (0,04eV), os núcleos se dividem dando origem a novos elementos. O Urânio 238 não é fissionável por nêutrons lentos

  20. Um Evento Típico de Fissão

  21. O princípio de funcionamento de um reator nuclear está em fazer com que os nêutrons oriundos do processo de fissão sejam absorvidos por outros núcleos e a reação continue controladamente. • Vamos considerar um reator à base de urânio 235. • No mineral natural (U238) a taxa de 235U é de 0,7%. O mineral natural deve ser enriquecido a pelo menos a 3% de 235U para ser usado como combustível. • O 238U presente em 99,3% da amostra não é fissionável por nêutrons lentos.

  22. Funcionamento (Crítico) de um Reator Nuclear • Vamos acompanhar uma amostra de 1000 nêutrons lentos (0,04 eV) que entram no reator. • 235U  fissão produz 330 n rápidos (2MeV) • 238U  fissão rápida produz mais 40 n rápidos. • Destes 70n são perdidos por fuga e por capturas. • 1300 n passam pela água (moderador) perdem energia. • Voltam 1000 n lentos para continuar o processo. Cada um dos 370n gerados cede 200MeV de energia ao núcleo do reator, provocando seu aquecimento.

  23. BWR

  24. PWR

  25. Acidentes Nucleares Fukushima Daiichi Chernobyl Three Miles Island

  26. Terremoto e Tsunami no Japão 11/03

  27. Fukushima Daiichi

  28. Fukushima Daiichi • Terremoto (Magnitude 9 Richter) atingiu o Japão. Reatores das Usinas nucleares desligaram-se. Barras de controle foram inseridas nos reatores. • Corte no fornecimento de energia elétrica para usina de Fukushima 1 ( 06 reatores) interrompeu o sistema de resfriamento dos reatores. • Sistema de emergência a base de geradores diesel foi ligado. • Tsunami (ondas de 10m) atingiu as instalações e danificou os geradores. • Superaquecimento do núcleo de alguns reatores. Fez com que o nível de água dentro do reator baixasse, e o combustível nuclear (Urânio) ficasse a seco. Houve vazamento de água do reator.

  29. 12/03 Houve uma explosão na Unidade 1, fora do vaso de contenção primário. • Explosão foi devido ao vapor liberado do reator, que continha hidrogênio.

  30. Nuvem radioativa • Esse vapor foi liberado para abaixar a pressão dentro do vaso do reator. • A estrutura de contenção secundária sofreu danos. Vazou material radioativo para a atmosfera I131 e Cs137. • A estrutura de Jogaram água do mar + boro para resfriar o reator. • 4 trabalhadores feridos • Zona de evacuação com raio de 20 km (170.000 pessoas)

  31. Situação muito grave • 13/03 Iniciou o processo de ventilação no reator 3, através da saída controlada de vapor para abaixar a pressão. Injetaram água do mar para o resfriamento. • 14/03 184.670 pessoas evacuadas. Explosão unidade 3. Danificou vaso de contenção primário e vazou água da piscina com combustível gasto. • 230.000 unidades de tabletes de iodeto de potássio mandadas para a região. • Unidade 2 estava com água abaixo do nível normal. • 17/03 helicópteros jogaram água unidade3 • 23/03 água do mar injetada nas picinas de combustível usado.

  32. 24/03 Esfriamento das piscinas com combustíveis gastos está comprometida. • Usina troca de combustíveis a cada 2 anos (25%) e vai quente para as piscinas para esfriar. Unidade 4 trocou o combustível em 30/nov 2010. Piscinas mais quentes. 20/03 começaram a jogar água no prédio para esfriar piscinas.

  33. Fukushima 1 • A partir desses eventos iniciais os trabalhos para resfriar os reatores continuaram e continuam, usando todos os artifícios disponíveis. • Além da evacuação das áreas num raio de 30km da usina, as pessoas foram aconselhadas a ficarem em casa e se tivessem que sair foram orientadas a como proceder. • As autoridades começaram a se preocupar com a contaminação da água e do ar, bem como a dos alimentos. Uma situação de medo se espalhou pelo Japão. • Mas até agora nada de mais sério ocorreu.

  34. Relatório 05/05/11 (AIEA) • Situação muito séria. • 27/04 Danos aos núcleos dos reatores revistas 1 (70%55%), 2 (3035%) e 3 (2530%) • 29/04 Robô: Não há vazamento significante na unidade 1 (injetaram nitrogênio). • TEPCO planeja preencher reator 1 com água acima das barras de combustível, para resfriar reator e abaixar a pressão. • Unidades 2 e 3: Água continuamente bombeada situação estável.

  35. Piscinas com combustíveis gastos: Estão recebendo água fresca injetada. 70000 ton de água contaminada nos porões das unidades 1,2 e 3 (bombeadas para o condensador). Ainda há a deposição de radionuclídeos, mas o número de municípios afetados diminuiu e o valor de deposição também. 8 munic. (I131) 13 munic. (Cs137) Água de beber, 6 cidades (I131) e em 2 cidades (Cs137) com baixa atividade, abaixo dos limites para restrição do consumo. Alimentos: Analisaram 24661 amostras (19/3 a 03/05): 6 cidades 222 contaminadas (cogumelos, peixe e leite crú) Concentrações na água do mar de elementos radioativos caíram de 100MBq/L (03/04) para 10kBq/L de Cs134 e Cs137 (30/04)

  36. Fukushima não será Chernobyl • Reator de Chernobyl usava Urânio pouco enriquecido (economia) cujo moderador era grafite. • Vaso de contenção reator não era de aço. • Prédio secundário de contenção não tinha a segurança necessária. Grafite como moderador e acelerador das reações.

  37. Chernobyl • Funcionários realizavam um teste para saber como lidar com um desligamento temporário do sistema de resfriamento. • Teste deu errado! • Houve uma oscilação da energia elétrica. Parou a circulação da água refrigerante. Tentaram desligar o reator. Não conseguiram. • Reações Nucleares aceleraram rapidamente. Houve superaquecimento do núcleo do reator, que fundiu e incendiou o grafite. Altas temperaturas produziram hidrogênio, que explodiu. Prédio não resistiu e nem o compartimento primário e expôs o reator em chamas a céu aberto. Formou-se uma imensa nuvem radioativa.

  38. No acidente de Fukushima o reator estava desligado em Chernobyl ele funcionava em baixa potência. • Água no reator de Fukushina é um moderador (diminui velocidade dos nêutrons) que evapora e se a temperatura subir muito cria bolhas, que permitem o escape dos nêutrons, diminuindo as reações. • Incêndios em Fukushima foram rapidamente controlados e não atingiram o núcleo do reator. • Em Chernobyl o incêndio do núcleo durou 10 dias.

  39. Como a URSS lidou com o acidente de Chernobyl. • Acidente ocorreu 26/04/1986, há 25 anos. • (28/04) Na usina de Forsmark (Suécia) engenheiros detectaram alto nível de radiação. Não encontraram vazamentos. • Suspeitaram da vizinha URSS, que negou. • 6 horas depois nuvem radioativa chega a Finlândia, Noruega e Dinamarca. • URSS falou em Acidente nuclear próximo a Kiev.

  40. Negativas oficiais • 3 dias depois nuvem radiativa atinge a Suíça, a Itália e a Inglaterra. • Satélite Landsat capta incêndio próximo a Kiev • Alemanha Ocidental declara ...pior acidente nuclear já ocorrido... E está fora de controle. • Soviéticos continuaram desmentindo (Problema controlado). • Televisão apareceu usina com lado esquerdo arruinado.

  41. Hoje o Mundo monitora o Acidente • No caso de Fukushima a AIEA recebe relatórios diários das autoridades japonesas. Tais relatórios estão disponíveis á comunidade internacional. • Sistema de segurança do reator suportou até agora explosões e terremotos. • Monitoramento da água e dos alimentos. • No acidente de Chernobyl a nuvem radioativa contaminou países vizinhos.

  42. Chernobyl: Medo e desconfiança na Europa • Espalharam-se boatos pelo mundo quanto às proporções do acidente. • O calcanhar de Aquiles da tecnologia das usinas nucleares é justamente o sistema de resfriamento. • Este fato é comum entre os dois acidentes e também com acidente ocorrido em 1979 na usina de Three Miles Island (USA). • Reatores nucleares de grande potência apresentam uma instabilidade intrínseca, funcionamento super crítico.

  43. Chernobyl • A catástrofe de Chernobyl liberou mais de cem vezes mais radiação do que as bombas atômicas jogadas sobre Hiroshima e Nagasaki. • Muitos foram expostos a grandes doses de radiação. Evacuação de 100.000 pessoas. Cerca de 800.000 pessoas ajudaram a limpar a região do lixo radioativo e a fazer o sarcófago que envolveu o núcleo fundido do reator. Nada se sabe sobre essas pessoas. • Em Pripyat fala-se em 15000 mortes em seis meses. Oficialmente reconhece-se 4000 mortos. • Os efeitos de Chernobyl atingiram milhões de pessoas na Europa. • Outros milhares enfrentam ainda no dia-a-dia os efeitos, muito visíveis e dolorosos, da radiação liberada pelo desastre.

  44. PRIPYAT • O vulto da usina de Chernobyl domina o horizonte de Pripyat, onde não restou um habitante. • Lá, energia nuclear é sinônimo de morte. Depois da explosão do reator número 4, na madrugada fatídica de 26 de abril de 1986, a radiação varreu tudo. • A cidade foi abandonada e o acidente inutilizou uma área de 140.000 quilômetros quadrados.