O Texto Radioatividade

[pic 1]

[pic 2]        [pic 3]

1. [pic 4]Introdução

A fissão nuclear pode ser definida como “Uma reação em cadeia em que núcleos grandes e instáveis são quebrados por projéteis - como o nêutron - produzindo núcleos menores e energia”. Em termos de comparação, 10g de urânio-235 liberam a mesma quantidade de energia que 25 toneladas de carvão mineral. Esse fenômeno pode ocorrer de forma espontânea ou induzida através do bombardeamento de núcleos atômicos.

Durante a fissão nuclear são liberados mais nêutrons, que por sua vez, atingem outros núcleos, provocando uma reação em cadeia. A energia da fissão nuclear pode ser utilizada, dentre outras finalidades, para a detonação de bombas atômicas, para a geração de energia elétrica e para a síntese de radiofármacos, medicamentos que contêm um isótopo de um elemento químico radioativo.

As pessoas geralmente têm medo da radioatividade por associá-la apenas a acidentes, tais como: Chernobyl - 1986, Goiânia - 1987, Fukushima - 2011. No entanto, a fissão nuclear é um fenômeno radioativo que apresenta diversas aplicações que contribuem para a qualidade de vida da sociedade.

[pic 5][pic 6][pic 7]

1. O que é Fissão Nuclear?

É o processo, espontâneo ou artificial, no qual ocorre a divisão de um núcleo atômico. A fissão nuclear ocorre geralmente quando um projétil (nêutron) atinge o núcleo atômico, que por sua vez se divide em fragmentos mais leves e libera energia. Enquanto que a energia liberada na fissão nuclear pode ser transformada em energia elétrica, os núcleos atômicos mais leves podem ser utilizados na síntese de radiofármacos.

O urânio-235 (Z = 92), usado como combustível nuclear, quando atingido por um nêutron divide-se em núcleos atômicos mais leves, tais como criptônio-92 (Z = 36) e bário-141 (Z = 56) liberando 3 nêutrons e energia, conforme a equação:

235U + 1n[pic 8][pic 9]

141Ba +

92Kr + 3 1n + energia

[pic 10]Após iniciado, esse processo libera mais nêutrons que atingem outros núcleos gerando uma reação em cadeia que libera uma grande quantidade de energia.[pic 11][pic 12]

Figura 1: Fissão nuclear, uma reação em cadeia.

[pic 13]

1. [pic 14]Aplicações da Fissão Nuclear

1. Bombas Nucleares

Os primeiros dispositivos desenvolvidos utilizando o princípio da fissão nuclear, infelizmente, foram as bombas atômicas. Uma bomba atômica é um dispositivo programado para explodir e liberar energia, principalmente na forma de calor. Dessa forma, a reação de fissão nuclear em cadeia deve ocorrer de forma rápida. Para isso, é necessário obter a massa crítica concentrada de um radioisótopo físsil, como o urânio-235. Durante a segunda guerra mundial (1939- 1945), o governo dos Estados Unidos criou o projeto Manhattan para o desenvolvimento de bombas atômicas de fissão nuclear. O físico americano Robert Oppenheimer foi creditado como pai da bomba atômica por ter liderado o Laboratório Nacional de Los Alamos, onde o projeto foi desenvolvido. Nesse contexto, duas bombas nucleares foram lançadas sobre o Japão em 1945 e marcaram o fim do conflito mundial. A primeira, denominada little boy (garotinho), foi lançada na cidade de Hiroshima em 6 de agosto e teve como elemento físsil o urânio-235. A segunda, chamada de fat man (homem gordo), foi detonada no dia 9 do mesmo mês em Nagasaki e teve como elemento físsil o plutônio-239.

Figura 12: Robert Oppenheimer (1904 - 1967).[pic 15][pic 16]

1. [pic 17]Energia Nuclear

A construção de uma usina nuclear envolve vários aspectos relativos à segurança que envolvem planejamento, construção civil, montagem dos equipamentos, operação e, por fim, o descarte dos rejeitos radioativos. O Brasil, atualmente, tem em operação duas usinas nucleares chamadas de Angra 1 e Angra 2, uma terceira (Angra 3) está em construção.

Uma usina nuclear é movida à combustível físsil, geralmente urânio- 235 ou plutônio-239. Inicialmente o combustível físsil é comprimido em pastilhas e inserido em varetas que serão posicionadas dentro do reator nuclear. Quando um nêutron é disparado começa a fissão nuclear do combustível físsil que libera energia, principalmente na forma de calor.

O calor aquece uma porção de água que circula dentro do reator, mas não entra em contato com o combustível físsil. Essa água superaquecida circula por um sistema fechado e troca calor com outra porção de água que está fora do reator e a aquece até transformá-la em vapor. Esse vapor movimenta grandes turbinas que geram energia elétrica que é distribuída para as residências. Posteriormente, o vapor é condensado por outra porção de água externa, geralmente, oriunda de rios, lagos, oceanos etc.

Figura 13: Esquema do funcionamento de um reator nuclear.[pic 18]

[pic 19]Um dos maiores problemas associados a geração de energia nuclear é o destino dos resíduos radioativos. Após a vida útil, as varetas de combustível físsil são substituídas por novas. As varetas usadas contém radioisótopos e por esse motivo não podem ser descartadas em aterros sanitários. Além das varetas de combustível nuclear, todos os objetos (roupas, calçados, luvas etc.) usados pelos operadores que aproximaram-se do reator nuclear podem estar contaminados, por isso, também não podem ser descartados no lixo "comum". As varetas usadas são armazenadas no fundo de um reservatório de água para evitar a saída de radioisótopos para o meio ambiente. Os demais resíduos radioativos são armazenados em toneis e caixas lacradas em depósitos. Todos os resíduos radioativos produzidos durante a geração de energia são armazenados dentro da usina nuclear.