O que é energia nuclear
Energia nuclear é a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo. Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa (observado por Albert Einstein), segundo a qual durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. Foi descoberta por Hahn, Straßmann e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.
A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica. Em outras aplicações aproveita-se da radiação ionizante emitida.
A história da energia nuclear
Ernest Rutherford, o descobridor do núcleo atômico, já sabia que estes poderiam ser modificados através de bombardeamento com partículas rápidas. Com a descoberta do nêutron ficou claro que deveriam existir muitas possibilidades dessas modificações. Enrico Fermi suspeitava que o núcleo ficaria cada vez maior acrescentando nêutrons. Ida Noddack foi a primeira a suspeitar que "durante o bombardeamento de núcleos pesados com nêutrons, esses poderiam quebrar em pedaços grandes, que são isótopos de elementos conhecidos, mas não vizinhos dos originais na tabela periódica"A fissão nuclear foi descoberta por Otto Hahn e Fritz Straßmann em Berlim-1938 e explicada por Lise Meitner e Otto Frisch (ambos em exílio na Suécia) logo depois, com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.
A primeira reação em cadeia foi realizada em dezembro de 1942 em um reator de grafite de nome Chicago Pile 1 (CP-1), no contexto do projeto Manhattan com a finalidade de construir a primeira bomba atômica, sob a supervisão de Enrico Fermi na Universidade de Chicago.
Tipos de reações nucleares
A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos. O caso mais interessante é a possibilidade de provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras partículas. Existem duas formas de reações nucleares: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico subdivide-se em duas ou mais partículas; e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para formar um novo núcleo.Exemplo: Apenas um exemplo das mais de 1000 possíveis fissões de urânio-235: Urânio captura um nêutron, torna-se instável e fraciona em bário e criptônio com emissão de dois nêutrons.
Aspectos da energia nuclear
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.
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:
- 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.
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:
- 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.
O Futuro da Energia Nuclear
Com a explosão e vazamento de um dos reatores nucleares da usina de energia elétrica de Fukushima, no Japão – ocasionado por um fortíssimo terremoto seguido de um tsunami – a energia nuclear voltou às discussões diárias. Milhares de pessoas tiveram que ser deslocadas, dado o nível perigoso de radiação na região, provocado pelo vazamento de vapor contido no reator. As autoridades espalharam alertas em relação ao consumo de água, legumes, frutas e outros alimentos, informando que poderiam estar contaminados. Milhares de litros de água usada na refrigeração do reator atômico foram despejados no oceano Pacífico, o que fez com que o consumo de frutos do mar e peixes também fosse desaconselhado. Uma reação em cadeia, que teve início com um tremor de terra, ocasionando um maremoto, acabou provocou uma pane na usina termonuclear, colocando em cheque sistemas de sobrevivência da organizada sociedade japonesa.
O desastre que ocorreu no Japão deve-se a uma sequência de acontecimentos, cuja confluência é muito rara acontecer – pelo menos na maior parte das regiões da Terra. Não é em qualquer local que pode ocorrer um terremoto de nove graus na escala Richter, seguido por um tsunami, afetando um reator nuclear localizado à beira mar. A maior parte das usinas atômicas espalhados pelo mundo está localizada em regiões de pouca ou nenhuma atividade sísmica. Além disso, suas estruturas externas são construídas para resistirem a abalos muito mais fortes aos jamais registrados nas regiões onde estão localizadas. O problema da energia nuclear não é a operação; são os resíduos que os reatores geram, altamente radiativos.
Em vista do acontecimento no Japão, retomaram-se as discussões em todo o mundo sobre o futuro da geração de eletricidade através de energia nuclear. Na Alemanha, país que se destaca pelo cuidado com o meio ambiente, o evento em Fukushima despertou novamente preocupação entre a população e o governo deverá retomar a gradual desativação das usinas nucleares, substituindo esta energia parcialmente por fontes renováveis.
No Brasil a discussão sobre a energia nuclear ainda é muito restrita. Para alguns, como a Associação Brasileira de Energia Nuclear (ABEN), o programa nuclear brasileiro não deve ser interrompido por causa dos acontecimentos no Japão. Segundo a instituição, a partir de 2025 o potencial hidrelétrico brasileiro estará esgotado e então somente a energia nuclear poderá suprir a demanda. Outras instituições defendem que a energia nuclear é perigosa, apesar das inúmeras precauções. Mesmo com a construção de Angra 3, ainda não existe um local definitivo para depositar os resíduos nucleares das usinas Angra 1 e Angra 2.
Independentemente das diferentes posições, o programa nuclear brasileiro precisa ser debatido com a sociedade. Por um lado este tipo de energia poderá nos ajudar no futuro, além de ser importante que o Brasil domine todo o ciclo da tecnologia nuclear. Por outro lado, é bastante provável que o futuro nos traga outras energias, como a célula de combustível a hidrogênio, limpa e pouco perigosa. Além das discussões permanece o fato de que os resíduos atômicos são perigosos, continuando radiativos por milhares de anos.
Fontes:
Trabalho de Física: O Futuro da Energia Nuclear
