Trabalho Energia Nuclear

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Trabalho sobre energia nuclear!

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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%

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