E o tal do "lixo atômico"?

É comum a expressão "lixo atômico" ser usada para se referir aos resíduos radioativos produzidos pelas usinas nucleares, hospitais e indústrias. Na verdade, resíduo radioativo é

qualquer material resultante de atividades humanas que emitem radiação em quantidades superiores aos limites estabelecidos por normas do governo de cada país e para o qual a reutilização é imprópria ou não prevista.

Esse vídeo produzido pela Eletronuclear, empresa responsável pelas usinas de Angra dos Reis, trata a questão dos resíduos radioativos fazendo algumas comparações bem interessantes:



Os resíduos radioativos são organizados em três classes, segundo o nível de radioatividade que apresentam: de baixa, média e alta atividades. São classificados também em função da meia-vida dos elementos radioativos presentes nos mesmos, como rejeitos de longa e de baixa duração.

Os resíduos de baixa atividade (“Low Level Waste – LLW”) compreendem, principalmente, materiais ligeiramente contaminados como papéis, plásticos, vestimentas e ferramentas. Também são classificados dessa forma a maior parte dos gases e dos líquidos ativados ou contaminados produzidos durante a operação de uma Usina Nuclear. Já os resíduos de média atividade (“Intermediate Level Waste – ILW”) compreendem filtros, resinas e outros materiais que sofreram contaminação.

Atualmente, existem tecnologias seguras para o gerenciamento de resíduos de média e baixa atividades, desde sua coleta até o armazenamento nos depósitos iniciais. No caso do Brasil, os resíduos sólidos de baixa e média atividades são acondicionados em embalagens metálicas, testadas e qualificadas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e transferidos para os depósitos iniciais, construídos na própria Central Nuclear de Angra dos Reis (foto à esquerda). Esses depósitos são permanentemente controlados e fiscalizados por técnicos de proteção radiológica e especialistas em segurança da Eletronuclear.

Os resíduos de alta atividade (“High Level Waste – HLW”) têm atividade de vida longa e, como geram quantidades consideráveis de calor (calor de decaimento), necessitam de resfriamento por no mínimo 10 anos. Durante esse período, esses resíduos são mantidos em instalações de armazenamento inicial (piscinas de resfriamento de combustível usado como a de Angra 1 na foto à direita) junto às centrais nucleares que os produziram, obedecendo normas internacionais de segurança. O Brasil é signatário da Convenção Internacional para Gerenciamento Seguro de Rejeitos Radioativos e Combustível Usado, sendo periodicamente auditado pela Agência Internacional de Energia Atômica com base em relatório que bianualmente é encaminhado a essa organização.

Além dos resíduos produzidos pelas usinas nucleares, há aqueles produzidos pela área da saúde e a industrial. A CNEN mantém, armazenadas em seus institutos no Rio de Janeiro, em São Paulo, em Belo Horizonte, em Goiânia e em Recife, fontes radioativas em desuso, recebidas de clínicas médicas, hospitais, indústrias e centros de pesquisa. O transporte, o tratamento e o armazenamento desses materiais também são realizados seguindo padrões internacionais de segurança recomendados pela Agência Internacional de Energia Atômica.

Como a quantidade de resíduos radioativos produzidos no Brasil é pouca quando comparada à de países que têm uma participação maior da energia nuclear em suas matrizes energéticas (França, Japão e os Estados Unidos, por exemplo), os resíduos que estão estocados nos Depósitos Iniciais da Central Nuclear em Angra e nos da CNEN deverão permanecer onde estão até que seja construído um depósito de longo prazo ou definitivo, cuja responsabilidade de implantação é da CNEN.

Segundo a própria Eletronuclear, o esgotamento da capacidade de armazenamento do Centro de Gerenciamento de Rejeitos da Central Nuclear dar-se-á em 2020, quando, segundo planejamento da CNEN e da Eletronuclear, o depósito definitivo de resíduos radioativos já estará implantado. Para os elementos combustíveis usados, a capacidade das piscinas existentes é até 2021. Entretanto, está em andamento a construção de um depósito inicial de combustível irradiado na Central Nuclear para armazenar os combustíveis irradiados que hoje estão nas piscinas anexas aos reatores.

O Comitê de Desenvolvimento do Programa Nuclear Brasileiro (CDPNB), criado em julho de 2008 por decreto do Presidente da República, estabeleceu como meta que o Depósito Final de Rejeitos Radioativos de Baixa e Média Atividades (Repositório Nacional) entre em operação em 2018 e que o Depósito Intermediário de Longa Duração para combustível usado, em 2026.

As bases conceituais para a implantação do Repositório Nacional de Rejeitos Radioativos de Média e Baixa Atividades já estão elaboradas e estudos sobre as condições geológicas favoráveis à localização desse repositório estão sendo realizados pela CNEN. O ínicio das obras está previsto para 2014. Cabe destacar que o destino final dos resíduos de baixa e média atividades há muito tempo não constitui um desafio tecnológico apreciável, estando tecnicamente resolvido nos diversos países que possuem parques de geração nucleoelétrica bem maiores que o brasileiro e utilizam a energia nuclear na medicina, na agricultura e na indústria.

É importante esclarecer que os combustíveis usados ainda guardam cerca de 40% de sua capacidade de gerar energia. Por essa razão, alguns países, como França, Japão, Rússia, Índia e China têm como política a reciclagem dos combustíveis irradiados através de reprocessamento e utilização de combustível de óxido misto Urânio-Plutônio (MOX) em reatores do tipo LWR - que usam água leve como refrigerante.

O reprocessamento dos elementos combustíveis visa à separação do material físsil e fértil, principalmente Plutônio e Urânio, dos produtos de fissão, para eventual uso posterior como combustível. O objetivo principal do reprocessamento é reduzir o volume de rejeitos. Sua política é, também, uma ação ecológica que visa a preservar os recursos naturais (jazidas de urânio).

Essencialmente, 95% do combustível usado nada mais é do que urânio, material físsil e, portanto, combustível passível de reciclagem. Dos restantes 5%, cerca de 3% são elementos radioativos que decaem rapidamente e, após um ou dois anos, representam ameaça insignificante. De fato, apenas 2% do material que sai do reator, após transformar massa em energia por cerca de três anos, constituem resíduos radioativo de alta atividade e longo prazo de decaimento. Por conseguinte, soluções definitivas (repositórios eternos) ainda não existem porque até então não são imediatamente necessárias.

No caso brasileiro, a reciclagem de elementos combustíveis usados ainda não é viável nem técnica nem economicamente. Por isso, o Depósito Intermediário de Longa Duração para elementos combustíveis usados será projetado, construído e operado de forma a garantir tecnicamente o armazenamento seguro, isto é, isolado do público e do meio ambiente, do combustível usado pelas usinas nucleares nacionais existentes e a serem implantadas, por período não inferior a 500 anos (!). A seleção do local está prevista para 2016 e o ínicio da construção para 2021.

Essa concepção, que permite a armazenagem com opção de recuperação posterior do combustível, permite esperar responsavelmente a melhor solução técnica e econômica para o destino final dos resíduos de alta atividade, ou a decisão de reciclagem do combustível usado para a geração de energia elétrica, solução que já é praticada por diversos países. Os brasileiros terão assim a tranquilidade de, nos próximos séculos, não sofrerem qualquer efeito negativo decorrente desses resíduos, guardando para as futuras gerações a possibilidade de utilizar esse material como uma fonte de energia adicional.


Para saber mais:

O gerenciamento de rejeitos - Site da Eletronuclear
Rejeitos Radioativos - Site da CNEN

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Bê-a-bá nuclear: Radioisótopos, Radiação, Atividade, Decaimento Radioativo, Calor de Decaimento.

Energia nuclear no primeiro semestre de 2011

No primeiro semestre de 2011, a energia nuclear foi a segunda maior fonte de geração do Brasil, só ficando atrás das hidrelétricas, responsáveis por 92,11% da energia fornecida ao Sistema Interligado Nacional.

Nesse período, a central nuclear de Angra dos Reis respondeu por 3,19% do mercado de energia elétrica nacional, produzindo 1.793 megawatts médios. Em terceiro lugar, ficou o gás natural, com 2,16% da geração total do país. Completam a lista carvão (0,99%), biomassa (0,71%), óleo (0,66%) e eólica (0,18%). Os dados são do Operador Nacional do Sistema.

Cabe ressaltar que a energia nuclear exerce um papel importante de complementação térmica dentro da matriz energética diversificada que o País mantém. Devido à sazonalidade da oferta hídrica (períodos de seca versus períodos de chuva), todos os anos a gestão segura do sistema hidrotérmico brasileiro requer, durante o ano todo, entre 2.000 e 10.000 MegaWatts (MW) térmicos complementares. E para essa necessidade de complementação térmica, a energia nuclear mostra-se a mais econômica. De fato, a energia nuclear respondeu por 41,39% da geração térmica nacional até o momento em 2011, ficando em primeiro lugar nesse quesito. Em seguida, vieram gás (27,98%), carvão (12,85%), biomassa (9,23%) e óleo (8,55%).

Segundo a Eletronuclear, empresa que gerencia as usinas nucleares de Angra dos Reis, um dos fatores que contribuiu para o segundo lugar da energia nuclear na matriz elétrica foi o período de chuvas altamente favorável do período de janeiro a junho. Dessa forma, o Operador Nacional do Sistema não precisou antecipar o despacho das térmicas não nucleares para garantir o nível de segurança dos reservatórios das usinas hidrelétricas. Em 2010, por exemplo, a geração complementar começou em maio.

Para saber mais:

Seção de Notícias da Eletronuclear
Operador Nacional do Sistema Elétrico
Livro: Energia Nuclear: do anátema ao diálogo.

Entenda os símbolos associados à radiação nuclear

Não entre em pânico ao se deparar com os símbolos de aviso de radiação nuclear! Veja a seguir a história e o significado deles.

O símbolo internacional da radiação

O desenho que representa o símbolo internacional da radiação é chamado Trifólio, nome também dado ao trevo de três folhas. Segundo o físico americano Paul Frame, da Universidade de Michigan, que por anos estudou sua origem, o desenho foi rabiscado pela primeira vez em 1946, por um pequeno grupo de pessoas, no laboratório de radiação da Universidade da Califórnia, em Berkeley, Estados Unidos.

Este evento foi relatado em uma carta de 1952, escrita por Nels Garden, chefe do Grupo de Saúde do laboratório, na qual ele explica que o círculo central representa a fonte radioativa e as três pás representam a atividade que irradia dela. Paul Frame, para a revista Superinteressante, sugeriu ainda que as três pás referem-se aos diferentes tipos de radiação nuclear: alfa, beta e gama.

Os primeiros sinais impressos em Berkeley tinham um símbolo magenta sobre um fundo azul. Mas essa composição de cores não fez muito sucesso e no início de 1948 o uso do amarelo como fundo foi padronizado no Laboratório Nacional de Oak Ridge, nos Estados Unidos. Naquela época, os responsáveis por escolher uma cor mais apropriada ao sinal de aviso cortaram diversos símbolos magenta e os grampearam em cartões com diferentes cores: ao ar livre, a uma distância de 6 metros, um comitê selecionou o magenta em amarelo como a melhor combinação.

Embora concebido para uso local em Berkeley, o símbolo disseminou-se pelo resto do mundo. Diversas variações da proposta inicial foram sugeridas nos anos seguintes. Somente no final dos anos 50 que o sinal de alerta usado ​​hoje foi regulamentado pelo instituto americano de padronização (ANSI). É permitido tanto o uso do magenta sobre o amarelo, quanto o preto como um substituto para o magenta. Na verdade, preto sobre amarelo é a combinação de cores mais comum fora dos EUA e é, provavelmente, a versão mais conhecida do símbolo.

A inspiração para o símbolo trifólio é cercada de especulações. Para Marshall Brucer, médico-chefe do Instituto Oak Ridge de Estudos Nucleares, esse símbolo era usado em uma doca seca naval perto de Berkeley para avisar sobre as hélices em movimento das embarcações. Já para o físico Paul Frame, o símbolo magenta é muito semelhante ao sinal de advertência de radiação usado antes de 1947, que consistia em um pequeno ponto vermelho com quatro ou cinco linhas saindo da região central. Alguns sugerem ainda que o trifólio tenha semelhança com a bandeira de batalha japonesa, familiar aos povos da costa oeste norte-americana.

“Qualquer que tenha sido a inspiração, foi uma boa escolha, pois o símbolo é simples, fácil de ser desenhado e identificado, não se parece com outros sinais de alerta e é perceptível a grandes distâncias”, completa o físico Paul Frame.

Hoje, em qualquer lugar do mundo, toda substância que emitir radiação deve ter essa imagem por perto. Existem normas específicas para o uso do símbolo em áreas cuja presença humana é controlada, como em prédios de reatores nucleares e em salas de exames de raios-X.

A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) esclarece que “o símbolo deve ser respeitado e não temido”. Ele serve para alertar as pessoas sobre a POSSÍVEL presença da radiação acima dos níveis naturais.

O símbolo complementar da radiação ionizante

O novo símbolo de advertência de radiação ionizante foi lançado em 15 de fevereiro de 2007, pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) em conjunto com a Organização Internacional para a Padronização (ISO), com o objetivo de reduzir as mortes desnecessárias e os ferimentos sérios de exposição acidental às fontes radioativas de grande porte.

No Brasil, como exemplo de acidente desse tipo, há o ocorrido em Goiânia, em 1987, que gerou um rastro de contaminação por Césio-137 quando um aparelho utilizado em radioterapia (irresponsavelmente abandonado nas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia) foi desmontado por catadores de um ferro velho do local e repassado a terceiros.

Com um fundo vermelho, ondas de irradiação, um crânio e dois ossos cruzados e uma pessoa correndo (!), o novo símbolo serve como um aviso suplementar ao trifólio, que não tem nenhum significado intuitivo e é pouco reconhecido pelo grande público, exceto por aqueles treinados em seu significado.

O novo símbolo foi desenhado por especialistas em fatores humanos, artistas gráficos e peritos em proteção radiológica após um estudo de cinco anos envolvendo 1.650 pessoas de diferentes idades em 11 países, entre eles o Brasil, para garantir que sua mensagem de “PERIGO – MANTENHA-SE AFASTADO” fosse clara e entendida por todos em qualquer lugar do mundo.

O símbolo é indicado para as fontes radiativas mais intensas, capazes de causar a morte ou ferimentos sérios. Integram essas categorias os irradiadores de alimento, os equipamentos para o tratamento de câncer e as unidades de radiografia industrial. Ao contrário do trifólio, esse símbolo é visível somente dentro dos equipamentos, para aqueles que tentarem abri-los, pois o símbolo é fixado no dispositivo que abriga a fonte, como um aviso para não desmontá-lo ou para não ficar próximo deste por muito tempo.

Para saber mais

Radiation Warning Symbol (Trefoil) por Paul Frame (em inglês).
New Symbol Launched to Warn Public About Radiation Dangers - site IAEA (em inglês)

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Inicia-se a nova era do submarino nuclear brasileiro!

Ontem, 16 de Julho, a presidente Dilma Rousseff deu início à construção de submarinos no Brasil em cerimônia realizada em Itaguaí, a 73 km do Rio.

"Hoje é um momento histórico para o Brasil", ressaltou a presidente. Ao mencionar o interesse do governo brasileiro pelo domínio da tecnologia nuclear, que será usada na propulsão de um dos submarinos, ela destacou a intenção pacífica. "Nosso interesse é de garantir a segurança de nossas riquezas, de defesa nacional, jamais de ataque", afirmou. Em seu discurso, o ministro da Defesa, Nelson Jobim, disse que, entre outras utilidades, os submarinos servirão para proteger as jazidas de petróleo encontradas no pré-sal.

A Itaguaí Construções Navais, empresa criada em parceria entre a construtora Odebrecht e a francesa Direction des Construtions Navales et Services (DCNS), com a participação da Marinha brasileira, será responsável pela construção de quatro submarinos convencionais da classe Scorpène, com propulsão diesel-elétrica e 70 metros de comprimento, e um com propulsão nuclear, com 100 metros.

Os submarinos convencionais serão entregues à Marinha do Brasil a cada um ano e meio, sendo o primeiro previsto para julho de 2017. Já o aparelho com propulsão nuclear deve ser concluído em 2023. A Marinha ressalta ainda que

um submarino com propulsão nuclear é uma arma com poder dissuasório ainda maior que o do submarino convencional, por sua capacidade de operar quase que indefinidamente sem depender da atmosfera.

A iniciativa faz parte do Programa de Desenvolvimento de Submarinos (Prosub) da Marinha, criado a partir do acordo estratégico firmado entre Brasil e França em 2008. No valor de R$ 6,7 bilhões, o acordo prevê transferência de tecnologia francesa (na fabricação de peças usadas nos submarinos) para o Brasil.

O PROGRAMA NUCLEAR DA MARINHA

O projeto para o reator do submarino nuclear é exclusivamente brasileiro e faz parte do Programa Nuclear da Marinha, iniciado em 1979. Após 15 anos de escassez de recursos financeiros, que deixaram o programa em "estado vegetativo", novos investimentos no setor, por parte do Governo Federal, criaram perspectivas para sua continuidade e conclusão.

O programa é dividido em dois grandes projetos: o Projeto do Ciclo do Combustível e o Projeto do Laboratório de Geração Núcleo-Elétrica (LABGENE).

Com relação ao ciclo do combustível, a Marinha já detém a tecnologia necessária para o enriquecimento do Urânio. Essa tecnologia é conhecida por apenas sete países, além do Brasil: EUA, França, Rússia, Grã-Bretanha, Alemanha, Japão e Holanda. Desses países, os dois primeiros utilizam a técnica de difusão gasosa, que é considerada obsoleta, pois consome 25 vezes mais energia que a tecnologia de ultracentrifugação, empregada pelo Brasil e demais países.

Além disso, existe uma diferença marcante entre a tecnologia de ultracentrifugação desenvolvida no Brasil e aquela utilizada pelos outros cinco países citados: o rotor da ultracentrífuga desenvolvida nesses países gira apoiado em um mancal mecânico, enquanto o rotor desenvolvido no Brasil gira levitando por efeito eletromagnético, o que reduz o atrito e, conseqüentemente, os desgastes e a manutenção. Não existem informações de que algum outro país tenha desenvolvido tecnologia semelhante a nossa.

Em paralelo ao Projeto do Ciclo do Combustível, mas com alguma defasagem no tempo, foram iniciados os estudos do Projeto do LABGENE, buscando o desenvolvimento e a construção de uma planta nuclear de geração de energia elétrica totalmente projetada e construída no País, inclusive o reator.

Essa instalação servirá de base e de laboratório para qualquer outro projeto de reator nuclear no Brasil. Além disso, o LABGENE é, também, um protótipo em terra do sistema de propulsão naval. As obras dessa instalação já foram iniciadas e a previsão de conclusão é de cerca de 8 anos.

Esse vídeo do Jornal da Globo, que foi ao ar em 2004, está desatualizado quanto aos números e datas, mas fala do submarino nuclear brasileiro e das diferenças entre os submarinos convencionais e os nucleares:




OS OUTROS SUBMARINOS NUCLEARES

Apenas 6 países possuem submarinos nucleares de caça. O primeiro submarino nuclear da História foi o USS Nautilus (foto), da marinha estadunidense, lançado ao mar em 1954. Com uma típica resposta da Guerra Fria, a ex-União Soviética lançou o K-3 Leninsky Komsomol em 1957. Logo em seguida, em 1960, o Reino Unido inaugurou o seu, seguido da França em 1967 e da China em 1970. Por último, a Índia, em 2009, lançou o INS Arihant.

Se o planejamento se confirmar, em 2023 o Brasil entrará para esse seleto grupo.


Para saber mais:

Submarino é para segurança das riquezas, diz Dilma (Folha de São Paulo)

Submarino Scorpène: a posição da Marinha

O Programa Nuclear da Marinha

O atômico Ford Nucleon

Nos anos 50, a energia nuclear era anunciada pela Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos e também pela imprensa em geral como barata, inesgotável e segura. O congresso norte-americano apoiava o desenvolvimento de reatores nucleares e o público em geral parecia sentir que um grande progresso estava sendo feito. Surgiram também, nessa época, os primeiros submarinos nucleares. Nesse contexto, a Ford foi a primeira (e única!) montadora a construir um carro-conceito movido por energia nuclear.

Em 1958, a Ford mostrou ao público o modelo em escala Ford Nucleon, com design futurístico e movido à energia atômica. Projetado considerando-se que o tamanho e o peso dos reatores nucleares e da blindagem associada seriam algum dia reduzidos, o Nucleon tinha um pequeno reator nuclear em sua traseira que fazia funcionar um motor a vapor, de forma similar ao que ocorre nos submarinos ou porta-aviões nucleares.

Os engenheiros prometiam uma autonomia de até 8 mil kilômetros sem precisar "abastecer". Além disso, o veículo poderia ser recarregado em "postos nucleares" que substituiriam os tradicionais de combustíveis fósseis!

O entusiasmo com o conceito acabou deixando de lado os riscos embutidos caso, por exemplo, acontecesse um acidente envolvendo um veículo assim. Aos poucos, com a dificuldade de incorporar no veículo os conceitos de segurança prometidos no projeto, as pessoas começaram a desconfiar dos perigos – afinal, o mundo tinha acabado de viver a experiência da II Guerra Mundial e ninguém queria correr o risco de espalhar radiação pelos ares com uma batida na traseira!

A Ford nunca produziu um protótipo que pudesse rodar por aí. Mesmo assim, referências ao Ford Nucleon já puderam ser vistas no cinema (com o DeLorean do Dr. Brown em De Volta Para o Futuro) e em games como Fallout 3. O Museu Henry Ford, em Dearborn, Michigan - Estados Unidos, mantém a maquete original do carro.


Para saber mais:

Blog da Ford
The atomic automobile