Slide 1
Energia NuclearGerenciamento AmbientalProf. Geraldo A. Reichert
Arthur BonattoDeise MaierLeonardo MeneghelSuzanne Zamboni
Caxias do Sul, 26 de Junho de 2009.
Universidade de Caxias do Sul
Energia NuclearAlguns elementos apresentam capacidades atravs de
reaes nucleares de emitirem energia durante um processo.Um dos
principais pontos positivos que na energia nuclear no se tem
qualquer gs capaz de contribuir com o efeito estufa no mundo.
Tipos de Obteno de Energia NuclearFuso: aonde dois ou mais
ncleos atmicos juntam-se e formam um outro ncleo de maior numero
atmico. (requer muita energia para acontecer este processo, mas a
energia liberada geralmente superior a energia consumida).
Fisso: o um processo aonde acontece o rompimento a quebra do
ncleo de um tomo em dois menores e mais leves (processo muito
utilizado por no necessitar de combustveis fosseis para a
realizao). Alguns pases que utilizam so Frana, Japo, Estados
Unidos, Alemanha, Brasil, Sucia, Espanha, China, Rssia, Coria do
Norte,Paquisto, entre outros.
Enriquecimento do urnio ( U-235)Este enriquecimento no aconteceu
por reaes qumicas, mas com acelerao, utilizando uma mquina chamada
de ultra centrifugao, aonde tem capacidade de girar 70 mil rotaes
por minuto.Urnio encontrado na natureza composto de 0,7% de
(235U92) e 99,3% restantes so de (238U92) em sua massa, assim com o
processo de ultra centrifugao, ele chega a atingir 3% de (235U92),
que o necessrio para o processo. ( comparando com a bomba atmica, o
urnio utilizado tem que ser enriquecido a 80% de (235U92)).
Enriquecimento do urnio ( U-235)O Brasil no tem capacidade de
fornecer tanto U-235 3% para as Usinas nucleares, assim temos que
coletar Urnio da natureza e enviar para o Canad ou Europa para ser
enriquecido e assim voltar para a utilizao.
Imagem de Urnio Enriquecido
Obteno da Energia NuclearExtrao de rochas contendo uma parcela
economicamente vivel de urnio. Encontrado de forma natural na
composio:U-238 = 99.274%U-235 = 0.7200%U-234 = 0.0055%
Extrao de Urneo
MineraoObteno da Energia Nuclear
MineraoMinas de urnio
A concentrao de urnio encontrada naturalmente e de forma bruta,
de 1 5kg por tonelada de rochas, na pureza de 0,7% Para fabricar
uma bomba atmica so necessrios pelo menos 30kg na pureza de 95%.
Obteno da Energia Nuclear
Refino
Yellowcake (U3O8) Aps a minerao, a etapa de triturao e de
dissoluo qumica, para tornar o urnio em forma de
p.Enriquecimento
Funcionamento de uma centrfugaEnriquecimento
Centrfugas em srie para a fabricao de urnio enriquecido. Cadeia
de centrfugasCustosUSINACARVONUCLEARCapacidade Instalada2 x 650
MWe1300 MWeCombustvelantracitaUrnio EnriquecidoConsumo Anual de
Combustvel2,8 milhes de toneladas32t U Enriquecido ou(170t U
Natural)Utilizao de terra para minerao e rejeitos415 ha5 haEspao
para estocagem de combustvel25 haalguns m2 somente(reserva de 2
meses)Necessidade de transporte33.000 vages por ano5 caminhes por
anode combustvelEmisso de CO2, de SO2e de NOX8.500.000t CO2/a
12.000t SO2/a 6.000t NOx/a0Rejeitos anuais220.000t cinzas/a
120.000t cinzas volantesrejeito de alta radioatividade
contido70.000t enxofre/a 130.000t gesso/aem um cubo de 1,5m de
lado
13CustosUSINACARVONUCLEARCapacidade Instalada2 x 650 MWe1300
MWeCombustvelantracitaUrnio EnriquecidoConsumo Anual de
Combustvel2,8 milhes de toneladas32t U Enriquecido ou(170t U
Natural)Utilizao de terra para minerao e rejeitos415 ha5 haEspao
para estocagem de combustvel25 haalguns m2 somente(reserva de 2
meses)Necessidade de transporte33.000 vages por ano5 caminhes por
anode combustvelEmisso de CO2, de SO2e de NOX8.500.000t CO2/a
12.000t SO2/a 6.000t NOx/a0Rejeitos anuais220.000t cinzas/a
120.000t cinzas volantesrejeito de alta radioatividade
contido70.000t enxofre/a 130.000t gesso/aem um cubo de 1,5m de
lado
Custos
Progresso Histrica
Custos
Custos
18Custos
19Custos
20Funcionamento
21
Resduos
Resduos
O destino do lixo de cada pas
Estados Unidos O material radioativo proveniente das usinas e
armamentos nucleares est depositado em 126 stios temporrios. Desde
1978, o governo prev a construo de um depsito definitivo na
montanha Yucca, em Nevada. O governo est com dificuldade de obter a
licena para a construo, que deve custar US$ 50 bilhes.Frana O
combustvel nuclear reciclado nas unidades de reprocessamento de The
Hague e Marcoule por uma fbrica estatal. Ali, 97% do material
reaproveitado em forma de barras de combustvel e o que sobra vai
para um depsito permanente. O pas estuda a construo de um depsito
geolgico em rochas de granito, onde os rejeitos de alta intensidade
podero ser armazenados definitivamente.Japo Os resduos de menor
radioatividade so depositados nas instalaes de Rokkasho desde 1992.
O material mais perigoso reprocessado na Frana e na Inglaterra e
depois levado para o mesmo depsito. O pas comeou a operar em carter
experimental uma usina prpria para utilizar o resduo novamente como
combustvel.Finlndia Pela lei, todo resduo nuclear gerado no pas
deve ser processado, estocado e guardado em um local dentro do
prprio territrio. Est sendo construdo um depsito em Olkiluoto, onde
j funciona um local para rejeitos de radioatividade baixa e mdia e
uma usina nuclear. A populao aprova.China Por enquanto, o pas dispe
os resduos em vrios locais provisrios prximos superfcie, mas est
avaliando as possibilidades de cinco depsitos em potencial em
subterrneos na regio do deserto de Gobi, previstos para 2030. Os
chineses tm duas usinas nucleares.ResduosAngra III
ANGRA II Angra III ter reator idntico ao de Angra 2, de gua Leve
Pressurizada (Pressurized Water Reactor), potncia de 1.350 MW, e
projeto da Siemens/KWU. Aps ter tido sua construo paralisada nos
anos 80, foi anunciada a retomada de seu desenvolvimento a partir
de Setembro de 2008. Clculos feitos por tcnicos do Operador
Nacional do Sistema indicam que o custo marginal mdio para a
expanso do sistema hidreltrico de aproximadamente R$ 80/MWh,
enquanto o custo de gerao de Angra 3 est em torno de R$
144/MWh.25Angra III
ANGRA II Os rejeitos de alta radioatividade (445,9 toneladas) de
Angra I e II so estocados em duas piscinas, submersos a mais de 10
metros de profundidade, com gua desmineralisada e borada a 30
graus. Elas so responsveis pelo resfriamento do combustvel nuclear
e no so um depsito definitivo. A exigncia feita pelo Ibama
Eletronuclear de disposio final dos rejeitos de alta
radioatividade, entre as 60 condicionantes vinculadas licena prvia,
foi considerada rigorosa e impossvel de ser cumprida. 26Angra
III
ANGRA IIA Eletronuclear afirma no ser vivel preparar um depsito
subterrneo sem que sejam definidos os locais das usinas nacionais.
A idia construir, alm de Angra 3, mais duas usinas no Nordeste e
outras duas no Sudeste, afirma Leonam dos Santos Guimares,
assistente da presidncia da estatal. O governo ainda no sabe quanto
custaria um investimento desse e pensa em uma soluo definitiva
somente para 2050.27
Outras Utilidades
Bomba Atmica
Bomba Atmica
Hiroshima AntesHiroshima Depois
Bomba Atmica
Energia Nuclear
VANTAGENS e DESVANTAGENS
Vantagens No contribui para o efeito de estufa ou chuva cida; No
polui o ar com gases de enxofre, nitrognio, particulados, etc.; No
utiliza grandes reas de terreno; No depende da sazonalidade
climtica (nem das chuvas, nem dos ventos); Pouco ou quase nenhum
impacto sobre a biosfera;
Vantagens a fonte mais concentrada de gerao de energia; A
quantidade de resduos radioativos gerados extremamente pequena e
compacta; Fcil de transportar; Grande disponibilidade de
combustvel; No necessita de armazenamento da energia produzida em
baterias; Base cientfica extensiva para todo o ciclo.
Desvantagens mais cara quando comparada s demais fontes de
energia; Os resduos produzidos emitem radioatividade durante muitos
anos; Dificuldades no armazenamento dos resduos; principalmente em
questes de localizao e segurana; Grande risco de acidente na
central nuclear.
Energia Limpa ou No
xX
Resduos No Brasil no ainda um lugar escolhido para o depsito
definitivo do lixo nuclear, ficando o lixo de Angra em depsitos
intermedirios.Ambas mantm os resduos submersos a mais de dez metros
de profundidade, sendo a gua a blindagem utilizada.
Acidente Nuclear
Acidente de Chernobyl, 1986Na Ucrnia, atual Unio Sovitica.
Produziu uma nuvem de radioatividade que atingiu a Unio Sovitica,
Europa Oriental, Escandinvia e Reino Unido. Considerado o pior
Acidente Nuclear.
Acidente Nuclear em Three Miles Island(TMI),1979 Nos Estados
Unidos(Pensilvnia)Uma central nuclear sofreu uma fuso parcial,
havendo vazamento de radioatividade para a atmosfera.
Efeitos das radiaes:Nos seres vivos os efeitos causados pela
exposio a radioatividade manifestam-se a dois nveis:
Nvel somtico, cuja expresso mxima a morte.
Nvel gentico, que responsvel pelo aumento de mutaes, podendo
assim originar aberraes genticas nas geraes
posteriores.4141PANORAMA DA
ENERGIA
NUCLEAR NO MUNDO
Energia NuclearEnergia NuclearPotencial Atual no MundoReatores
comerciais em operao: 443 reatores em 31 pases que representam 2/3
da populao mundial. Capacidade Nuclear instalada em 2008
(novembro): 372.100 MW 13 Pases, que representam a metade da
populao mundial, estoconstruindo 40 novos reatores.
43Potencial Atual no MundoParque Instalado de Gerao Nuclear
Parque Instalado deGerao Nuclear44
Gerao de Energia Nuclear 2007EUA 31,61% Frana (16,46%)Japo
(10,45%)Alemanha (5,27%)Rssia (5,93%)Coria do Sul (5,39%)Canad
(3,52%)Sucia (2,51%) China (2,35%)O Brasil foi responsvel por
0,46%
Participao Global
Produo da Energia Eltrica
Potencial Futuro
ConclusesDe acordo com a Agencia de Energia Nuclear a participao
nuclear na gerao energtica do planeta pode chegar a 22% at
2050Nesse perodo, 1.400 reatores estariam em operao, produzindo
quatro vezes o montante de energia nuclear gerado hojeUtilizando a
tecnologia atual, uma tonelada de urnio produz a mesma energia que
10 mil a 16 mil toneladas de leoCom o avano tecnolgico da energia
nuclear, esse desempenho deve ser aprimorado ainda mais.
Grf11614
Percentual de Participao Global na Gerao de Energia Eltrica
Plan1Percentual de Participao Global na Gerao de Energia
Eltrica200616200714Para redimensionar o intervalo de dados do
grfico, arraste o canto inferior direito do intervalo.
Grf18515
Energia Nuclear
Plan1Energia NuclearOutros85Reatores Nucleares15Para
redimensionar o intervalo de dados do grfico, arraste o canto
inferior direito do intervalo.
