Armas nucleares # 1

Bem pessoal, estou de volta, a vida continua, e tentando fazer um bom post.

Hoje é um especial sobre armas nucleares, mas tem tanta coisa pra se falar sobre isto que decidi dividir em 3 ou 4 partes.

Hoje nós falaremos sobre os princípios da reação em cadeia, sobre a fusão atômica, sobre as bombas A e H e sobre a radiação:
As armas nucleares tem uma estranha beleza contida nelas, mas são assombrosas, e extremamente mortais. São armas poderosas, usadas pela primeira vez em 1945 ao final da segunda guerra mundial, contra os japoneses.

Mas para entendermos estas armas temos de compreender seu principio, como funcionam, e a fonte seu poder, o que causam, são coisas que temos de compreender antes de ir mais a fundo neste tema.

Toda bomba nuclear usa o principio da reação em cadeia, o mais simples é a fissão nuclear, gerada quando um átomo de urânio 235 é bombardeado por nêutrons livres liberando mais nêutrons, liberando átomos de átomos de Bario e Criptônio, que ao serem atingidos liberam nêutrons livres que atingem mais átomos de Urânio e assim por diante.

Reação em cadeia

Este processo libera uma quantidade X de energia e que pode liberar ate 10.000.000ºC em energia térmica, em uma região de cerca de 800 - 1 km, fora desta região destroços radioativos formam uma nuvem que varrem o equivalente a uma pequena cidade.

Mas por que Urânio 235?

Bem a fissão nuclear não ocorre em qualquer material, é necessário material radioativo, pelo fato de que para ser possível que o átomo libere nêutrons livres é necessário que o átomo seja instável, e o fato do átomo ser instável libera radiação.

Apesar de que a fissão é um meio muito eficiente de se liberar energia não chega nem perto do que a fusão atômica pode fazer, para se ter uma base, a fusão é o processo que as estrelas usam para emitir seu calor e sua luminosidade.

Mas realizar uma fusão atômica artificialmente a historia muda o cenário, uma estrela tem calor e e energia suficientes para realizar o processo de fusão por bilhões de anos, mas na Terra existem poucas coisas capazes de conseguir o calor necessário para realiza-la. E uma destas coisas é a bomba atômica.

A bomba atômica é utilizada como espoleta para realizar a fusão nuclear em uma bomba de hidrogênio como nas imagens a seguir. 

Bomba atômica normal

Bomba de hidrogênio

A bomba de hidrogênio tem uma pequena quantidade dos isótopos de hidrogênio dentro dela, deutério e tridio , e quando a fissão é ativada a temperatura se eleva tanto que acontece a fusão, dois átomos de hidrogênio em 1 átomo de hélio. Essa reação libera tanta energia que perto delas a bomba de fissão parece uma bombinha de pólvora.

Olhe as comparações:

A área em rosa é a bomba de Nagasaki, a em vermelho é a bomba mais poderosa que a homem já fez, a Tzar.

Para se ter uma ideia numérica de tamanho, a bomba de Nagasaki atingiu um raio de aproximadamente 1 Km com cerca de 18( 18.000 toneladas de dinamite) Kilotons, uma bomba de fissão, a bomba Tzar, a mais poderosa já construída abrangeu aproximadamente um raio de 40 Km, esta tinha no total 57 megatons( 57 milhões de toneladas de dinamite) e era uma bomba de Hidrogênio.

Olhe a tabela a baixo e veja a liberação de energia em diferentes explosões.

Reações que liberam energia

Tipos de reação – Química – Fissão – Fusão

Exemplos de reação - C + O₂ -> CO₂  -  n + U²³⁵ -> Ba¹⁴³ + Kr⁹¹ + 2 n  -  H² + H³ -> He⁴ + n

Combustível Típico – Carvão - UO₂ (3% U²³⁵ + 97% U²³⁸) - Deutério & Lítio

Temperatura para reação (C) – 873 – 1273 - 10⁶

Energia liberada por kg de Combustível (J/kg) - 3,3 × 10⁷ - 2,1 × 10¹² - 3,4 × 10¹⁴

Fonte da tabela (http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/node10.htm)

Para resumir, com 1 quilo de combustível para fissão, a energia liberada é de 2.100.000.000.000 de joules enquanto para cada quilo de combustível para a reação de fusão a energia é de 340.000.000.000.000 de joules e isso é muita energia.

Agora que vocês já viram a explicação sobre a liberação de energia destas armas, saiba o que vem depois, a radiação, a radiação é a pior parte que existe é uma força letal, que surge imediatamente após a explosão, contaminado os solos, as aguas e as pessoas, o contato com radiação deixa a pessoa doente.

Existem três tipos principais de radiação que podem ser liberadas por materiais radioativos, e consequentemente bombas atômicas:

- a radiação alfa:

É o tipo mais básico de radiação, tem carga positiva e é composta de matéria, muito comum em usinas nucleares, chumbo é eficiente contra este tipo de radiação. Não é tão perigosa.

-a radiação beta:

É o segundo tipo de radiação, também composta de matéria tem carga negativa, é encontrada principalmente em usinas nucleares. É mais perigosa que a alfa.

- a radiação gama:

Esta é a radiação mais, digamos, poderosa dos três tipos. Composta apenas de energia é bem mais perigosa que a alfa e a beta pelo fato de para conte-la é preciso vários materiais. (straussdesbravandoouniverso)

Após retomada, energia nuclear patina

Acidente de Fukushima escancara questão da segurança, põe em xeque opção por plantas atômicas e acirra debate sobre política energética.

A radiação liberada da usina nuclear de Fukushima no Japão pode ter tido um impacto geográfico limitado. Mas suas implicações políticas atravessaram fronteiras e o que parecia uma tecnologia consolidada e em plena expansão agora volta ao centro da agenda política e energética de vários países.

O debate, que envolve a questão da segurança e também o futuro do abastecimento de energia no planeta, ganhou nesta semana uma nova dimensão quando a Alemanha anunciou que vai fechar todos seus 17 reatores nucleares até 2022, revertendo uma posição política que parecia sólida há apenas nove meses. Na Alemanha, 23% da energia vem dessas plantas.

Agora, o anúncio da chanceler Angela Merkel foi considerado como uma vitória do "lobby verde", que começa a ganhar poder e influenciar eleições. Mas não são apenas os votos que entram na equação - parte da decisão está vinculada à promoção de um novo setor industrial. A indústria de energia renovável na Alemanha é responsável por 13% do abastecimento do país e deve chegar a 35% em 2020. O país tem as maiores empresas de energia solar e eólica do mundo. A Siemens, por exemplo, prepara um plano ambicioso para captar energia solar no deserto do Saara e abastecer a Europa.

No total, 17 bilhões foram investidos pela Alemanha em 2009 no setor, que em dez anos deverá empregar 500 mil pessoas. Hoje, seriam 300 mil funcionários, quase dez vezes mais que a mineração.

A Europa parece ter se transformado em um campo de testes políticos a céu aberto para a discussão do futuro da energia nuclear. O governo da Suíça apresentou a mesma proposta do alemão, ainda que tenha colocado a meta do fechamento das usinas na década de 2030 - o país vai buscar nos próximos 20 anos um substituto para a energia nuclear, hoje responsável por 40% do abastecimento do país. Em julho, será a vez da Suécia debater o fim da energia nuclear, enquanto a Itália colocará a questão em um referendo, no dia 12 de junho.

Considerações políticas e econômicas também fazem parte dos cálculos de outros países, mas de uma maneira diferente, principalmente entre os que precisam importar energia. As crises na Líbia e no Oriente Médio fizeram os preços de petróleo e gás explodirem, fortalecendo inclusive o lobby pró-nuclear.

A França se transformou no maior exemplo da dependência de toda uma economia em relação à energia nuclear. Hoje, mais de 70% da eletricidade do país vem de plantas atômicas. Não por acaso, o presidente da França, Nicolas Sarkozy, sequestrou parte da agenda do G-20 e do G8 que ele mesmo lidera, para insistir em debater a segurança nuclear - e não sua exclusão. O governo tem grande parte das ações na Areva, uma das maiores indústrias do setor nuclear no mundo.

Vendas

A aposta na energia nuclear parece também fazer as empresas manter o otimismo. Mesmo com a as iniciativas alemã e suíça, uma das principais fabricantes de tecnologia para usinas nucleares, a japonesa Mitsubishi, estima que suas vendas podem dobrar no mundo até 2014, chegando a US$ 7,4 bilhões. Isso graças à proliferação de planos de construção de usinas em mercados emergentes.

Em pouco mais de 50 anos, a energia nuclear ganhou um espaço sem precedentes. Dados da Associação Nuclear Mundial apontam que existem 440 reatores em uso em 47 países - 14% de toda a energia gerada no mundo vem de plantas nucleares, um total de 2,6 trilhões de quilowatts. Antes de Fukushima, as estimativas apontavam que o número de plantas aumentaria em 50% em poucos anos.

"Não estamos vendo o fim da era atômica", adverte Duane Bratt, da Universidade de Calgary, no Canadá. Ele lembra que até a Ucrânia anunciou a construção de novas usinas, mesmo depois da experiência de Chernobyl. No Japão, o governo insiste que não está pensando em abandonar a opção nuclear.

"A decisão não terá uma implicação mundial", acrescenta Steve Kerekes, do Instituto de Energia Nuclear dos EUA. Segundo ele, apenas a China tem 87 reatores em construção, um número quase cinco vezes maior de usinas que a Alemanha fechará.

Se a decisão de Berlim e Berna são relativamente modestas diante do avanço dos demais programas, ambientalistas admitem que os anúncios na Europa pelo menos mostram que já não existe um consenso de que a energia nuclear é a única saída. A esperança, agora, é de que grupos de ambientalistas de outros países recoloquem na agenda política a mesma discussão. (OESP)

Na contramão, China e EUA mantêm programa

Após acidente em Fukushima, governo chinês continua obras de reatores em construção; nos EUA, cai apoio popular à ampliação.

Apesar da pressão popular após o acidente na usina de Fukushima, no Japão, os Estados Unidos mantiveram seu programa de energia nuclear. Na China, o governo anunciou a revisão das normas de segurança e informou que não haverá cancelamento dos reatores que já estão em construção.

O terremoto no Japão afetou, pelo menos temporariamente, os esforços do presidente Barack Obama para ampliar o uso de energia nuclear nos EUA, considerada menos poluente. O apoio entre a população diminuiu e a Comissão Regulatória Nuclear (CRN) investiga a segurança das plantas.

Há três anos, 57% dos americanos apoiavam a ampliação, contra 43% no mês passado, segundo a rede de TV CBS. Ainda assim, o número de defensores é nove pontos porcentuais maior que nos meses seguintes ao acidente de Chernobyl. Ao longo dos anos, voltou a subir, mas sem voltar aos 69% de 1977.

Buscando acalmar a população, a CRN criou um grupo para verificar a segurança das usinas depois de Fukushima. "Todas as plantas nucleares levam em consideração eventos sísmicos e maremotos", diz a entidade.

China

A China possui 14 reatores e outros 25 estão em construção, de um total de 34 aprovado em dezembro. Segundo o governo, não haverá atraso na entregue dos reatores que já estão sendo construídos.

Em 2010, as usinas nucleares geraram 10,8 GW de energia e o objetivo, pelo menos até a crise de Fukushima, era chegar a 70 GW até o fim da década, em um dos mais ambiciosos planos de expansão de projetos atômicos do mundo - toda a capacidade de geração instalada do Brasil é de aproximadamente 120 GW.

Com o aumento, a participação das fontes nucleares na matriz energética passaria de pouco mais de 1% para quase 5%. O carvão, mais poluente entre os combustíveis fósseis, responde por 80% do consumo energético do país, que cresce em média 10% por ano há três décadas. Para sustentar esse ritmo, a China precisa adicionar o equivalente a uma Inglaterra por ano em seu parque de geração de energia.

Nesse cenário, as usinas nucleares são essenciais para o país cumprir a meta de ter 15% de sua matriz energética suprida por fontes não fósseis, que incluem hidrelétrica, eólica e solar - juntas, elas respondem por 8% da capacidade instalada atual.

O acidente de Fukushima aumentou a preocupação, mas não reduziu a ambição. Em encontro realizado em Tóquio, em maio, o presidente da Coreia do Sul e os primeiros-ministros da China e do Japão reafirmaram a importância da energia nuclear, ao mesmo tempo em que prometeram intensificar a cooperação em questões de segurança.

A China é um dos países que mais investem no desenvolvimento de fontes não poluentes de energia, mas o impacto global é relativamente pequeno, em razão do rápido aumento da demanda. Em março, logo após o terremoto no Japão, o vice-secretário da Associação de Energia Nuclear da China, Xu Yuming, disse que a capacidade das usinas atômicas locais deverá alcançar 200 GW em 2030 e 400 GW em 2050, quando terão participação de 5% na matriz energética. (OESP)

''A construção das usinas não é imprescindível''

Entrevista - Luiz Pinguelli Rosa, professor de planejamento energético da Coppe.

A decisão do governo de reavaliar a construção de quatro novas usinas nucleares no País "foi a mais prudente", diz o diretor e professor de planejamento energético da Coppe/UFRJ, Luiz Pinguelli Rosa. "Não vejo problema para o Brasil. A construção das usinas não é imprescindível", acrescenta. Ele avisa, porém, que não existe "solução mágica". "Cada uma das formas de geração tem suas vantagens e desvantagens. Hidrelétrica ainda deve ser prioridade, mas o potencial vai se esgotar. Por isso devemos ir cada vez mais diversificando." Leia a entrevista.

O governo acertou ao decidir reavaliar a construção das quatro usinas nucleares?

Foi o mais prudente. O momento é de ver qual é a evolução da tecnologia e se vão ser introduzidas mudanças. A tecnologia nuclear caminha na direção dos reatores avançados, com maior segurança. Não vejo problema para o Brasil. Qualquer uma das alternativas tem lugar. É uma questão de escolha de custos e opção política, desejo e aceitação pública.

Existe um mix ideal para a nossa matriz energética?

O Brasil entrou demais em termoelétricas, e uma das razões foi a dificuldade com hidrelétricas. Agora se volta a fazer hidrelétricas. Acho que a prioridade é hidrelétrica, por causa do custo e da disponibilidade, além da tradição, da capacidade tecnológica e do problema da emissão de gases de efeito estufa. Em segundo lugar, há o uso da biomassa, o bagaço de cana é muito desperdiçado. No futuro, também as folhagens da cana, na medida em que não se faça queimadas para o corte. Aí se triplica a energia do etanol. Eólica acho que seria a terceira. A construção das quatro usinas não é imprescindível. O gás natural também vai aumentar com o pré-sal, acho correto que se use, embora seja emissor de gases de efeito estufa. Essa é a vantagem da nuclear.

Como substituir a energia que seria gerada pelas nucleares?

Não precisa substituir, basta não fazer. Esse anúncio inicial não estava no horizonte do planejamento. Belo Monte está. Cada reator nuclear brasileiro tem 1,3 GW no máximo. Belo Monte tem 11 GW. O Brasil estará suprido por um horizonte, porque ainda tem coeficiente de energia per capita baixo, mas vai precisar de mais. (OESP)

A queda do muro nuclear

No final de maio, a Alemanha viveu 72 horas emblemáticas. Em 28/05, cem mil pessoas ocuparam as ruas de 20 cidades para exigir o fim do uso da energia nuclear no país. No domingo, ativistas do Greenpeace ocuparam a Portão de Brandemburgo com uma faixa onde se lia: "Todo dia com energia nuclear é mais um dia perdido". Na segunda, o governo decidiu desativar todas as usinas nucleares até 2022.

Em 2001, o país tomou decisão similar: fim de nucleares até 2021. O governo alemão voltou atrás em 2010, quando estendeu a vida útil de seus reatores por 12 anos. Com a pressão popular, a racionalidade está de volta.

A decisão histórica foi influenciada pelo desastre de Fukushima e o anúncio feito pelo Japão de abandonar planos de novos reatores nucleares para investir em energias renováveis. A Suíça vetou a construção de novas usinas e eliminará os reatores no final da vida útil; a China congelou seu programa nuclear. Poucas semanas antes, a Ucrânia pediu mais de ? 1,5 bilhão para reparar rachaduras no sarcófago construído ao redor da usina de Chernobyl.

O governo alemão merece aplausos, mas também críticas pela falta de ambição: 2022 está distante, tendo em vista os perigos da manutenção dos reatores. A Alemanha poderia eliminá-los até 2015 sem comprometer a redução das emissões de gases-estufa, a segurança do fornecimento de energia e seu custo acessível. A energia necessária seria gerada por plantas eólicas, gás natural e investimento em eficiência.

Espera-se que o texto da lei, prometido para esta semana, traga "pegadinhas", como a transferência de vida útil de um reator desligado para outro ativo. Além disso, o governo não analisou riscos ligados a ataques terroristas, desastres naturais e vazamento de radiação do lixo radioativo.

Por fim, o governo precisa ser coerente. Não quer usar energia nuclear, mas não cancelou o financiamento da construção de Angra 3. O uso dessa tecnologia é desnecessário no Brasil. Segundo Sauer e Carvalho, ambos da USP, em estudo publicado na Energy Policy (2009), há uma ampla gama de tecnologias renováveis que pode ser utilizada para substituir a geração pela energia nuclear pela metade do preço.

O cenário para 2050 do estudo Revolução Energética, do Greenpeace Brasil, comprova que o País pode se desenvolver sem fontes nucleares, carvão e óleo. As fontes renováveis na matriz elétrica poderiam chegar a quase 92% em um leque diversificado, com hidrelétrica (46%), eólica (20%), biomassa (17%), solar (9%) e gás natural como complemento (8%).

A Alemanha e outros países deram esse importante passo para deixar o mundo mais seguro. O Brasil pode e deve seguir mesmo caminho e garantir um futuro renovável e limpo. (OESP)