O que é
A energia nuclear é aquela liberada através do núcleo dos átomos. Como sabemos, todos os materiais do nosso planeta são constituídos por minúsculas partes conhecidas como moléculas. Estas moléculas, por sua vez, são formadas por átomos.
Principais características da energia nuclear:
Os átomos são formados por núcleo e elétrons, que são orbitais, ou seja, gravitam em torno do núcleo. As partículas que formam o núcleo são unidas por uma força de atração. Quando uma energia externa é aplicada, o núcleo do átomo é desintegrado, liberando calor e radiação. O urânio, em função de suas características químicas, é o elemento utilizado para a geração de energia nuclear nas usinas atômicas.
Atualmente, vários países possuem usinas nucleares que produzem energia. Esta energia é considerada limpa, pois não polui o meio ambiente, porém o lixo radioativo deve ser armazenado em locais adequados, seguindo diversas normas rígidas de segurança. O Brasil, por exemplo, possui três usinas nucleares (uma está inativa) na cidade de Angra dos Reis (Rio de Janeiro). O grande problema das usinas nucleares é que devem ser tomadas diversas medidas de segurança, pois em caso de acidente, as consequências para o homem e meio ambiente são trágicas e extremas.
Principais aplicações da energia nuclear e da radiação:
1. Medicina: a energia nuclear e a radiação desempenham um papel crucial na medicina, especialmente em diagnóstico por imagem e terapia. Técnicas como raios X, tomografias computadorizadas (TC) e tomografias por emissão de pósitrons (PET) utilizam radiação ionizante para criar imagens detalhadas das estruturas internas do corpo. A radioterapia emprega radiação de alta energia direcionada para tratar o câncer, destruindo células malignas enquanto preserva os tecidos saudáveis ao redor. Além disso, isótopos radioativos são usados na medicina nuclear para fins diagnósticos, como rastrear vias biológicas e detectar anomalias.
2. Agricultura: na agricultura, técnicas nucleares são utilizadas para melhorar a produtividade agrícola e combater pragas. A mutação induzida por radiação cria novas variedades de plantas com características desejáveis, como maior resistência a doenças ou a condições ambientais adversas. Além disso, a radiação é usada para esterilizar pragas por meio da técnica do inseto estéril (TIE), reduzindo as populações de pragas sem a necessidade de pesticidas químicos.
3. Indústria: na indústria, a energia nuclear e a radiação são aplicadas em testes não destrutivos (TND) para controle de qualidade e inspeção de materiais. Por exemplo, a radiografia por raios gama e a radiografia por nêutrons ajudam a detectar falhas internas em materiais e estruturas sem causar danos. A radiação também é utilizada para medir espessura, densidade e composição de materiais em processos como monitoramento de tubulações e fabricação de produtos.
4. Preservação de alimentos por radiação: a radiação é utilizada na preservação de alimentos por meio de um processo chamado irradiação de alimentos. Isso envolve expor os alimentos a doses controladas de radiação ionizante para eliminar bactérias, parasitas e insetos, prolongando a vida útil e garantindo a segurança alimentar. Esse método é especialmente eficaz para esterilizar especiarias, frutas secas e itens perecíveis, mantendo seu valor nutricional e sabor.
5. Datação por carbono: a datação por carbono, ou datação por radiocarbono, é um método usado para determinar a idade de materiais orgânicos antigos. Ele se baseia no decaimento radioativo do carbono-14, um isótopo presente em organismos vivos. Quando o organismo morre, o carbono-14 decai a uma taxa conhecida, permitindo que os cientistas estimem o tempo decorrido desde sua morte ao medir os níveis remanescentes do isótopo. Essa técnica é amplamente utilizada em arqueologia, geologia e paleontologia para datar fósseis, artefatos e formações geológicas.
Armas nucleares e energia atômica
Algumas tecnologias utilizadas na geração de energia nuclear podem ser usadas no processo de fabricação de bombas nucleares. Por isso, existe uma grande preocupação da AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica) sobre o domínio destas tecnologias, para que elas possam ser usadas somente para fins pacíficos. Contudo, vale ressaltar que os processos de geração de energia atômica e os de fabricação de armas nucleares são diferentes. Na geração de energia nuclear, para alimentar um reator de fissão, são utilizados o Urânio 235 ou o 238. Já na fabricação de armas nucleares, somente o Urânio 235 é utilizado, pois é mais energético.
Vários países do mundo possuem estas tecnologias, sendo que Estados Unidos e a Rússia possuem os maiores arsenais nucleares do mundo. O poder de devastação destas bombas é enorme. Além de provocar a morte de grandes quantidades de pessoas e causar grande destruição material, provocam diversos tipos de doenças nos sobreviventes, entre elas o câncer. No final da Segunda Guerra Mundial (1939-1945), os Estados Unidos lançaram bombas deste tipo nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, causando grande destruição e milhares de mortes.
O desarmamento nuclear em nível internacional seria de extrema importância para garantir as atuais condições de vida no planeta. Uma guerra atômica de grandes proporções poderia gerar consequências terríveis para a espécie humana. Este processo de desarmamento pode ser realizado através da reciclagem do material radioativo das ogivas nucleares. E esse processo é feito exclusivamente em reatores nucleares.
Curiosidades:
- O primeiro fenômeno nuclear ocorreu em 1896. O pesquisador H. Becquerel descobriu a emissão de radioatividade pelo urânio.
- Foi a partir da década de 1950, já conhecendo os efeitos devastadores das bombas nucleares jogadas em Hiroshima e Nagasaki, que o mundo começou a criar programas para o uso pacífico da energia nuclear. Foi a ONU quem coordenou este processo, criando a AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica) em 1957.
Usina Nuclear de Angra 1 no estado do Rio de Janeiro. |
AIEA - Agência Internacional de Energia Atômica
A AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica) é uma organização internacional autônoma, com relações diretas com a ONU (Organização das Nações Unidas). É voltada para o uso seguro e pacífico da energia atômica. Ela foi estabelecida em 29 de julho de 1957 e sua sede fica na cidade de Viena (Áustria).
São membros da Agência Internacional de Energia Atômica 172 países. Fazem parte a maioria dos países integrantes da ONU.
A AIEA é uma organização de extrema importância no tocante à segurança mundial, principalmente no que se refere ao uso de armas nucleares. Como vários países detém tecnologias voltadas para a geração de energia nuclear e produção de armas atômicas (muitos até possuem estas armas), esta agência é fundamental para o controle e fiscalização deste tipo de energia.
As principais funções e objetivos da AIEA são:
- Promover o uso pacífico e seguro da Energia Atômica em todo mundo;
- Inibir o uso da energia atômica para fins militares como, por exemplo, fabricação de bombas atômicas. Este serviço é realizado através de constantes inspeções aos países que usam a energia atômica;
- Ajuda aos países membros na melhoria das capacidades científicas e tecnológicas nas aplicações pacíficas da energia atômica;
- Promover entre os países membros a utilização de técnicas nucleares voltadas para o desenvolvimento sustentável;
- Desenvolvimento de programas voltados para a segurança e proteção de pessoas e meio ambiente contra os efeitos nocivos da radiação nuclear.
TEXTO COMPLEMENTAR: A USINA NUCLEAR
Usina Nuclear, também conhecida como central nuclear, é uma instalação que produz energia elétrica através de reações nucleares de elementos radioativos.
O urânio: a principal fonte de energia das usinas
O elemento mais utilizado nas usinas é o urânio. Este material é colocado em barras dentro dos reatores da usina. O calor gerado pela reação move um alternador que produz a energia elétrica.
Lixo nuclear
Um dos grandes problemas é a geração do lixo nuclear por parte destas usinas. Este lixo deve ser manipulado, transportado e armazenado, seguindo todas as normas de segurança. Isso ocorre, pois, os resíduos radioativos são extremamente perigosos caso ocorra contato com seres humanos, fontes de água, terra, ar, etc.
Usinas no Brasil
O Brasil possui duas usinas nucleares em atividade, Angra I e Angra II, situadas no município de Angra dos Reis (estado do Rio de Janeiro). A Usina de Angra 3, localizada na mesma cidade, está em processo de construção. Quando finalizada, ela produzirá cerca de 1.400 megawatts.
Exemplos de países que geram grande quantidade de energia em usinas nucleares:
- Japão
- Estados Unidos
- Alemanha
- França
- Bélgica
- Eslováquia
- Ucrânia
- Hungria
- Suécia
- Coreia do Sul
Curiosidades:
- A maior usina nuclear do mundo fica no Japão. Com capacidade de geração de quase 8 mil MW, a Usina de Kashiwazaki-Kariwa possui sete reatores.
- O maior acidente em usina nucleares da história aconteceu em abril de 1986, em Chernobyl (Ucrânia). Cerca de 2,4 milhões de pessoas morreram nesse terrível acidente.
Usina Nuclear de Angra I (estado do Rio de Janeiro): potência nominal de 650 MW. |
Saiba mais:
- Obtenha mais dados e informações sobre a energia nuclear no website da Eletro Nuclear.
- Apostila para alunos (crianças e adolescentes) sobre a Energia Nuclear e suas aplicações no portal do CNEN (em pdf).
QUIZ
Qual o elemento químico mais usado nas usinas nucleares?
Por Equipe Sua Pesquisa
Revisado por Luiz Antônio Machado (graduado em Física pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo – IFSP)
GOLDEMBERG, José. Energia nuclear - vale a pena?. São Paulo: Scipione, 2014.
Vídeo indicado no YouTube:
Energia nuclear em 2 minutos - Canal Eletronuclear TV