A parada de Angra I

Usina nuclear Angra 1

A usina nuclear Angra 1 foi desligada do Sistema Interligado Nacional no último Sábado, 05 de Janeiro, para reabastecimento, troca da tampa do reator e inspeção e manutenção de equipamentos e componentes.

Angra 1, inaugurada em 1975, produz 640 megawatts (MW) de energia, o que corresponde a cerca de 1% da geração nacional. Embora em meio ao problema dos baixos níveis dos reservatórios das hidrelétricas, o desligamento da usina de Angra 1 já havia sido previamente acordado com o Operador Nacional do Sistema.

Paradas programadas como esta acontecem a cada 12 meses, aproximadamente, e duram cerca de 35 dias. Esta parada, no entanto, será mais longa que o normal - a previsão é de 56 dias - devido à troca da tampa do reator.


TROCA DA TAMPA DO REATOR

A tampa serve para fechar o vaso do reator (dentro do qual ficam os elementos combustíveis) e é uma das barreiras contra a liberação de radiação para fora do reator. É uma peça grande (cerca de 3 metros e meio de diâmetro interno) e pesada (40 toneladas), feita de uma liga metálica muito usada na década de1970: o Inconel 600. Sabe-se hoje, no entanto, que essa liga pode sofrer corrosão sob tensão e, para evitar problemas no longo prazo, a Eletronuclear resolveu fazer a troca preventiva da tampa. A animação a seguir explica como será feita essa troca.

 
REABASTECIMENTO DO COMBUSTÍVEL

As paradas programadas da usina são importantes para, dentre outras coisas, aproveitar melhor o combustível nuclear. Em cada recarga, troca-se cerca de um terço dos elementos combustíveis do vaso do reator: Angra 1 tem 121 elementos combustíveis dos quais 40 serão substituídos por novos.

Isso porque dentro do reator nuclear, o combustível "queima" de forma desigual: os elementos combustíveis localizados no centro do reator sofrem mais fissões (ou seja, "queimam" mais) que os elementos da periferia do núcleo. É por isso que trocando-se uma parte dos combustíveis queimados por novos e remanejando os demais, consegue-se aproveitar mais o combustível que não "queimou" tudo o que podia ainda.

O combustível trocado é transferido para a piscina de combustível usado localizada no prédio do próprio reator. O vídeo a seguir mostra como é feita a troca do combustível de Angra 1.

CUSTOS E MÃO-DE-OBRA

O custo das paradas da usina Angra 1, correspondente às despesas com pessoal, serviços contratados, equipamentos substituídos e número de dias de paralisação, varia dependendo dos serviços específicos programados para cada uma delas. Segundo a Eletronuclear, os valores das cinco últimas paradas de Angra 1 foram da ordem de R$ 30 milhões a R$ 40 milhões (sem contar a recarga de combustível). Já para a troca da tampa do reator nesse ano, o valor total do investimento é de US$ 27 milhões, englobando a aquisição e a instalação da tampa nova e o armazenamento da antiga.

Foram contratadas firmas nacionais e estrangeiras que irão disponibilizar trabalhadores temporários para dar suporte aos profissionais da Eletronuclear. Durante a fase crítica do projeto, até 1.500 trabalhadores estarão envolvidos na realização das atividades planejadas para o período.


Para saber mais

Eletrobras Eletronuclear inicia operação de substituição da tampa do reator de Angra 1


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E o navegador italiano chegou ao novo mundo!

Dr. Enrico Fermi

Em 02 de Dezembro de 1942 "o navegador italiano chegou ao novo mundo! E os nativos eram amigáveis!" Foi assim, em código, que os governantes norte-americanos em Washington ficaram sabendo do sucesso do experimento conduzido pelo físico italiano Enrico Fermi.

Há 70 anos atrás, Enrico Fermi e sua equipe conseguiram, pela primeira vez na História da Humanidade, sustentar uma reação de fissão em cadeia de forma controlada! Esse experimento, conhecido como pilha número 1 de Chicago (ou Chicago Pile 1, em inglês) foi montado em uma quadra abandonada na Universidade de Chicago e pode ser considerado o primeiro reator nuclear feito pelo homem.

O experimento consistia em blocos de grafite, semi-esferas de óxido de urânio e de urânio metálico e barras de cádmio empilhados de forma organizada. As primeiras e últimas camadas continham apenas blocos de grafite e formavam a base e o topo da pilha. Já nas camadas intermediárias, alternavam-se camadas de grafite contendo semi-esferas de urânio e camadas contendo grafite apenas, como mostra a figura abaixo.

Camadas intermediárias da pilha número 1. Fonte: Arquivo da Universidade de Chicago.

Na época, esse experimento custou cerca de 2,7 milhões de dólares pagos com os recursos do Projeto Manhattan, o projeto que desenvolveu as primeras bombas atômicas. Na figura abaixo, é possível ter uma ideia melhor do tamanho desse experimento. Ao todo foram 56 camadas empilhadas com 350 toneladas de grafite puro, 36,3 toneladas de óxido de urânio e 5,4 toneladas de urânio metálico. A pilha final tomou a forma de um elipisóide achatado com aproximadamente 7,6 metros de altura e 6,1 metros de largura.

O processo da fissão nuclear funciona mais ou menos assim: o urânio-235 é um núcleo atômico meio instável. Quando ele captura um nêutron que estava "dando sopa" perto dele, essa instabilidade do urânio-235 cresce bastante a ponto de não ser mais possível segurar todos os prótons e nêutrons do núcleo juntos. Esse nêutron extra faz o núcleo de urânio-235 "perder as estribeiras"! O núcleo acaba então se dividindo, formando núcleos mais leves (isto é, com menos prótons e nêutrons) e liberando alguns nêutrons.  Esses nêutrons passam a vagar livremente, podendo ser capturados por outros núcleos de urânio-235, o que, por sua vez, ocasionam mais fissões nesses núcleos, liberando mais nêutrons e por aí vai!

Como cada fissão libera entre 1 e 3 nêutrons, mais e mais reações de fissão vão acontecendo com o passar do tempo. Chamamos isso de reação em cadeia.  O que o experimento de Fermi mostrou foi que essa reação em cadeia pode ser controlada, ou em outras palavras, o número de fissões ao longo do tempo pode ser controlado.

No experimento, ao adicionar os blocos de grafite, Fermi pensou em uma forma de aumentar a chance das fissões do urânio-235 acontecerem. Isso porque a chance de um núcleo de urânio-235 capturar um nêutron é maior quanto mais devagar esse nêutron se deslocar. Os nêutrons que são liberados na fissão têm energias cinéticas muito altas, ou seja, viajam com velocidades altissímas. Quando esses nêutrons apressadinhos interagem com o grafite, eles acabam perdendo energia e são freados. Dizemos que os blocos de grafite servem como moderadores dos nêutros rápidos.
 
Já as barras de cádmio, inseridas no meio dessa pilha, eram usadas para controlar a reação em cadeia. Isso porque o cádmio é um excelente absorvedor de nêutrons (mas ele não sofre fissão como o urânio-235). Ora, com menos nêutrons "no mercado" disponíveis para a fissão do urânio-235, a reação nuclear não se sustenta e o número de fissões vai caindo com o tempo. E acontece o contrário se retirarmos a barra da pilha, isto é, as fissões aumentam. É por isso que as barras de cádmio permitem que controlemos a reação em cadeia!

De fato, a criticalidade da pilha (termo usado para dizer que a reação em cadeia se sustenta) foi obtida retirando-se de pouco em pouco as barras de controle. No esquema abaixo, vemos um homem retirando manualmente a barra de controle da pilha!

Esquema do experimento. Fonte: Arquivo da Universidade de Chicago.

Observe ainda que havia um outro conjunto de barras na parte de cima da pilha. Essas eram as barras de segurança! Caso alguma coisa desse errado, um homem posicionado no balcão superior cortaria a corda que segura as barras com um machado(!) e estas cairiam no núcleo, interrompendo a reação em cadeia. Isso, inclusive, parece ser a origem do termo SCRAM, termo usado até hoje para o desligamento de emergência dos reatores nucleares: SCRAM é o acrônimo de "Safety Control Rod Ax Men" (algo como "homem do machado para as barras de segurança").

O vídeo a seguir (em inglês) foi lançado esse ano pelo Laboratório Nacional de Argonne em comemoração aos 70 anos do experimento e traz o relato de pessoas que trabalharam para alcançar a primeira reação em cadeia controlada da história da humanidade. 



Para saber mais:

Arquivo fotográfico da Universidade de Chicago

CP-1 goes critical


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Reator de pesquisa ATR

Taí uma bela imagem do núcleo do reator de pesquisa ATR (Advanced Test Reactor), do Laboratório Nacional de Idaho, nos Estados Unidos.

O fantástico brilho azul que vemos na imagem ao lado é conhecido como Radiação Cherenkov (ou Cerenkov ou Tcherencov). Essa radiação eletromagnética é produzida quando partículas carregadas, como os elétrons, deslocam-se em um meio com velocidades maiores que a da luz nesse meio!

Esse fenômeno foi observado pela primeira vez em 1934 pelo cientista russo Pavel Cherenkov  que percebeu um brilho azulado em uma garrafa de água sujeita a um bombardeamento radioativo. Esses estudos renderam-lhe o prêmio Nobel em 1958, juntamente com Vavilov (seu supervisor na época) e Frank e Tamm que forneceram a explicação formal do fenômeno.

Veja a imagem abaixo para entender melhor como isso funciona. À medida que uma partícula carregada se desloca em um meio, ela perturba o campo eletromagnético local desse meio. Como resultado, os elétrons ligados aos átomos do meio são levemente deslocados, tornando tais átomos temporariamente polarizados pela passagem da partícula carregada. Quando os átomos voltam à sua configuração normal, eles emitem fótons para se livrar do excesso de energia que a passagem da partícula carregada ocasionou em suas configurações eletrônicas.

Polarização causada por um elétron livre deslocando-se a velocidades maiores que a da luz no meio. Nesse caso, os elétrons ligados aos átomos tendem a se afastar do elétron livre, produzindo uma polarização temporária nos átomos do meio.

Os reatores nucleares refrigerados a água leve são ambientes bastante favoráveis para a produção dessa radiação, pois nos reatores há partículas carregadas circulando para todos os lados. E os elétrons, em especial, por serem bastante leves, podem atingir velocidades altissímas, maiores que a da luz da água!

Elétrons são produzidos de diversas maneiras nos reatores nucleares. Eles podem, por exemplo, ser emitidos pelos produtos de fissão instáveis - aqueles elementos químicos que são formados após a fissão nuclear mas ainda não atingiram uma configuração de equilíbrio. Mas, para tais elétrons produzirem essa radiação azul, é necessário que eles se desloquem pela água com velocidades superiores a 225 mil kilômetros por segundo - a velocidade da luz na água.

Note que isso não viola a famosa lei da Física de que nada viaja mais rápido que a luz no vácuo! Embora a velocidade da luz no vácuo seja aproximadamente igual a 300 mil kilômetros por segundo, quando a luz se desloca em um meio, sua velocidade pode ser bem menor do que isso e algumas partículas podem atingir velocidades maiores que a da luz no meio!

Essa alta velocidade produz um efeito bastante curioso: a radiação produzida por uma partícula carregada é altamente colimada e desloca-se atrás da partícula carregada (já que a luz é mais lenta que a partícula no meio!). É por isso, inclusive, que a radiação Cherenkov é dita a análoga luminosa do estrondo sônico ("sonic boom") dos aviões supersônicos! O vídeo abaixo (em inglês) explica de forma bem didática esse fenômeno.





Como o próprio vídeo apresentou, a radiação Cherenkov não é exclusiva dos reatores nucleares. Esse fenômeno serviu como base para o desenvolvimento dos detectores Cherenkov, detectores de partículas de altas energias muito utilizados em experimentos de física de partículas (como o famoso LHC) e na detecção de raios cósmicos (como no Observatório Pierre Auger). 

Se você quiser ver ao vivo e "em azul" essa radiação, você pode visitar um dos dois reatores nucleares de pesquisa do tipo piscina existentes no Brasil: o IEA-R1, localizado no IPEN em São Paulo, e o TRIGA, localizado no CDTN em Belo Horizonte.

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Nuclear no cinema: Chernobil - Sinta a radiação!

Está em cartaz nos cinemas brasileiros, desde o dia 20 de Julho, o filme de terror Chernobil - Sinta a radiação.

Roteirizado e produzido por Oren Peli de Atividade Paranormal, o filme conta a história de um grupo de jovens que, ao buscar um pouco de emoção durante as férias, viaja para o Leste Europeu, mais precisamente à cidade de Pripyat, abandonada após o acidente nuclear na usina de Chernobyl em 1986. Lá, eles se deparam com estranhos acontecimentos!


Veja o trailer do filme:




Mas, não se anime muito não, pois a crítica "caiu matando" no filme.

Segundo Roberto Guerra, Pripyat "é o cenário para a enxurrada de clichês que vem adiante para tentar arrancar sustos dos espectadores – o que consegue algumas vezes –, mas nada o suficiente para apagar a sensação de que estamos assistindo a mais do mesmo (...) O problema é que o cenário sombrio e cheio de possibilidades é mal aproveitado e a direção tacanha não consegue salvar o que um roteiro mal pensado já condenava ao fracasso (...) O enredo é bastante óbvio e abundante em incongruências narrativas que destroem aos poucos a credibilidade e realismo presente no início da trama (...) mais um filme de terror de baixa qualidade e nenhuma imaginação".

Luiz Zanin, outro crítico de cinema, concorda: o filme é "nada notável, em suma. Rotina".

Eu ainda não vi, mas acho que vou esperar chegar até as locadoras... e você leitor, já viu o filme?


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Dica de livro: Renato Archer - Energia Atômica, Soberania e Desenvolvimento

Renato Archer foi uma personalidade marcante na vida política do País e grande incentivador do desenvolvimento tecnológico nacional, principalmente no setor nuclear.

O livro Renato Archer - Energia Atômica, Soberania e Desenvolvimento revela-nos, através de uma compilação de diversas entrevistas com o próprio Archer, a luta política de líderes como ele, o almirante Álvaro Alberto e outros que enfrentaram pressões internacionais – e internas – para atingir o domínio da tecnologia nuclear.

O deputado Aldo Rebelo fez uma resenha do livro que pode ser conferida nesse link.

A exportação de areia monazítica para os Estados Unidos, a CPI da energia atômica em 1956 e o acordo com a Alemanha são apenas alguns dos assuntos abordados no livro. Essa é uma leitura muito interessante para quem quer saber mais sobre a política nuclear brasileira, desde seus primeiros passos na década de 30.

Título: Renato Archer - Energia Atômica, Soberania e Desenvolvimento

Organizadores: Alvaro da Rocha Filho & Joao Carlos Vitor Garcia  

Editora: Contraponto

Páginas: 271

Ano: 2006

Preço Médio: R$ 32,00*

* A editora Contraponto está com preço promocional de R$ 20,40.


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ROBERTO GODOY

Fonte: O Estado de S. Paulo, em 08/07/2012

O sol em Cherbourg, litoral da Normandia, na França, anda escasso. Dias nublados, de chuva e vento frio soprando de sudoeste, enganam quem espera o calor do verão. Ainda assim, na sexta-feira, com o termômetro batendo nos 13 graus, houve festa nos estaleiros da DCNS, a Direction des Constructions Navales et Services.

O parceiro francês no programa de construção de quatro avançados submarinos diesel-elétricos e de um outro movido a energia atômica, para a Marinha, festejou com o grupo brasileiro de especialistas em treinamento - cerca de 50 deles - a oficialização da data do início do ProSub - o Projeto do Submarino com Propulsão Nuclear Brasileiro. A cerimônia que marca a contagem do tempo foi realizada no Centro Tecnológico da Marinha, em São Paulo, no campus da USP.

O contrato, incluind0 obras civis, vale 6,7 bilhões, cerca de R$ 21 bilhões, um dos três maiores empreendimentos públicos do País. O grupo brasileiro majoritário no empreendimento é a Odebrecht Defesa e Tecnologia (ODT). A contar do dia 6 de julho, a agência de desenvolvimento dos projetos vinculados ao ProSub terá três anos, talvez pouco menos, para produzir a concepção básica do submarino. Segundo o coordenador, almirante José Alberto Accioly Fragelli, "terá início, então, a parte dos planos detalhados, junto com a construção do navio em 2016, no estaleiro que está sendo estruturado em Itaguaí, no Rio".

A previsão para as etapas de conclusão situam em 2021 ou 2022 a finalização da embarcação. A montagem eletrônica, o carregamento do reator compacto e os testes de mar devem consumir, talvez, mais dois anos. Um almirante ouvido pelo Estado acredita que sob pressão estratégica - uma eventual ameaça externa - o SN-Br pode entrar em operação efetiva em 2023. Se não, é coisa para 2025. O empreendimento, de longo prazo, contempla uma frota de seis submarinos nucleares e 20 convencionais; 15 novos, S-Br, da classe Scorpène e cinco revitalizados. Tudo isso até 2047, conforme o Paemb - Plano de Articulação e de Equipamento da Marinha.

A frota de submarinos de ataque será o principal elemento dissuasivo da Defesa brasileira. Um oficial especializado, que não pode ser identificado, sustenta que "a percepção do agressor deve ser a de que haverá resposta rápida e devastadora a qualquer aventura, vinda de uma fonte difícil de identificar, capaz de surgir em qualquer lugar". Mais comedido, o comandante da Força, almirante Júlio Moura Neto, lembra a "necessidade de dar prioridade à estratégia do temor das consequências considerados fatores como o Pré-Sal, a posição do Brasil no contexto internacional, a garantia da segurança marítima e a vigilância sobre as águas jurisdicionais, que somam 4,5 milhões de quilômetros quadrados, uma Amazônia no mar".

Dinheiro garantido

Não está faltando dinheiro para o Pro Sub. Em 2011 o investimento foi de R$ 1,8 bilhão. Para 2012, o governo destinou R$ 2,15 bilhões - recursos livres de cortes. Em Itaguaí, litoral sul do Rio, há 6,3 mil pessoas trabalhando no complexo formado pelo novo estaleiro e nova base de operações - 500 desses funcionários foram treinados no canteiro que recebe este mês a primeira equipe de engenheiros e projetistas da DCNS. Vão trabalhar com o pessoal da Marinha no navio nuclear.

Em novembro terminam as obras da construção da Unidade de Fabricação de Estruturas Metálicas (Ufem), onde serão construídos os submarinos S-Br, com motores diesel-elétricos. Um mês depois, chegam da França as seções 3 e 4 do primeiro navio, que foram juntadas por soldagem de alta tecnologia em Cherbourg, em dezembro de 2011. Em 2015 fica pronto o estaleiro, e em 2017 será entregue o S-Br que abre a série de quatro, recebidos um a cada 18 meses. A gleba do conjunto tem 980 mil metros quadrados, dos quais 750 mil metros quadrados sob a água. Haverá dois píeres de 150 metros e três docas de 170 metros. Base e estaleiro ocuparão 27 prédios. A dragagem mobiliza 6 milhões de metros cúbicos. As especificações dos navios brasileiros ainda estão sendo definidas. O Scorpène Br é cerca de 100 toneladas mais pesado e 5 metros mais longo que a configuração padrão, forma de aumentar a autonomia e o conforto a bordo.

O programa brasileiro não é o único da América do Sul. Na Venezuela, Hugo Chávez negocia com a Rússia a compra de 7 a 11 submarinos - um deles nuclear, o Akula, de 12,7 mil toneladas, armado com torpedos e mísseis. Na Argentina, a presidente Cristina Kirchner anunciou, em junho de 2010, um programa considerado tecnicamente pouco viável. A ideia é converter a motorização de três velhos modelos de origem alemã, o San Juan, o Santa Cruz e o Domec, dos anos 1970, concluídos no início dos 1980, atualmente em fase de revitalização. Todos receberiam um reator de concepção local, o Carem, desconhecido fora da Invap, empresa que teria criado o produto. Um dos navios modernizados estaria pronto para uso em 2015, outro em 2020. O terceiro ficaria dependente dos resultados apurados no procedimento.

Complexo de Itaguaí poderá receber até 16 navios ao mesmo tempo

O conjunto formado pelo estaleiro e a base de Itaguaí terá capacidade para atracar 16 navios ao mesmo tempo, sendo 6 submarinos nucleares, 4 convencionais, 1 socorro especializado, 3 rebocadores portuários, 1 lancha oceânica de apoio a mergulhadores e 1 de recolhimento de torpedos.

A área industrial poderá conduzir a construção simultânea de dois submarinos de quaisquer tipos, e a troca da carga nuclear ou dos reatores completos.


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