Planejamento Integrado de

Recursos Energéticos

Fernanda Machado

Aula 6

Energia Nuclear• A energia que mantém prótons e nêutrons unidos

no núcleo;

• Energia liberada quando os núcleos atômicos estão em condições instáveis;

• Energia liberada - radiação;

• Núcleos radioativos.

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Descoberta• Evidências da instabilidade nuclear: radiação que

emitem.

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Henry Becquerel Marie Curie

Utilização da Energia Nuclear

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• Constatada a existência da energia nuclear;

• Investigações para descobrir como utilizá-la;

• A energia que mantinha o núcleo coeso, seria liberada, na maior parte como calor (energia térmica).

Fusão Nuclear

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• É o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico;

• Requer muita energia para ocorrer, mas geralmente libera mais energia do que consome;

• Ainda não foi encontrada uma forma de controlar;

• Apenas a fissão é utilizada em escala comercial.

Fissão Nuclear

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• É uma reação nuclear que consiste em dividir um núcleo atômico pesado em dois núcleos leves com a produção de nêutrons e energia.

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Reação

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Tipos de radiação

Nome Composição SímboloCarga

RelativaPropriedades/Proteção

requerida

α (alfa)Núcleos de

Hélio4

2He 2+Fracamente penetrante/papel,

pele

β (beta) Elétrons 0-1e 1-

Moderadamente penetrante/3mm de alumínio

γ (gama)Radiação

eletromagnética (alta E)

00γ 0

Fortemente penetrante/concreto, chumbo

EnKrBaUnU 013369256141922360192235

Reação de Fissão Nuclear em Cadeia

• A reação, uma vez desencadeada, se propaga pela liberação de mais nêutrons que, bombardeiam outros núcleos.

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Usina nuclear• Aproveitam a enorme energia liberada por reações

de fissão nuclear em cadeia para a produção de energia em alta escala;

• Transformam a energia térmica em energia elétrica.

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Combustível• Material que sofre fissão e gera energia – U (urânio);

• Rochas da crosta terrestre;

• Metal branco;

• Mistura

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238U – 99,3% 235U – 0,7%234U

Reservas

PaísesToneladas

de urânioParticipação

mundial (%)Austrália 863.000 28

Cazaquistão 472.000 15Canadá 437.000 14

África do Sul 298.000 10Namíbia 235.000 8Brasil 197.000 6Rússia 131.000 4

Estados Unidos 104.000 3Uzbequistão 103.000 3

Total mundial 3.107.000 100

11World Nuclear Association apud Reis, Fadigas e Carvalho, 2012.

Recursos de urânio recuperáveis em 2009.

Processamento do U

Mineração e beneficiamentoExtração do minério, unidade de beneficiamento, U3O2 (yellowcake).

ConversãoU3O2 é dissolvido, purificado passa para o estado gasoso (UF6).

EnriquecimentoAumento da concentração de urânio-235, de 0,7% para aproximadamente 4%.

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Usina Termonuclear

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Impactos Ambientais• Produção de lixo radioativo;

• Contaminação da água usada para resfriamento;

• Riscos de vazamento e acidentes.

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Vantagens

• Independe de fatores climáticos;

• Baixa emissão de CO2;

• Combustível barato;

• 10g U = 700kg Petróleo = 1200kg carvão.

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Energia Geotérmica Originada do calor proveniente do interior da Terra:

• Vulcões;• Gêiseres;• Águas termais.

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Origem da Energia Geotérmica

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Núcleo Interno

Núcleo Externo

Manto Interior

Manto Superior

Crosta Terrestre

Reservatório Geotérmico

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Magma

Rocha Impermeável

Aquífero

Rocha Permeável

Formas de Utilização Energia Geotérmica – duas formas

de utilização:

1. Uso direto:• Aquecimento de ambientes;• Águas termais;• Derretimento de neve;• Usos industriais;• Aquicultura;• Aquecimento de estufas.

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2. Geração de eletricidade:

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Formas de Utilização

Impactos Ambientais

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• Emissão de H2S (odor desagradável, causa náuseas, corrosivo);

• Emissão de CO2;

• Minerais (vapor seco – contaminação lençol freático, envenena peixes);

• Perfuração - Poluição sonora e deslizamentos.

Planejamento Integrado de

Recursos Energéticos

Fernanda Machado

Atividade 6

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Um problema ainda não resolvido da geração nuclear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radiativos, o chamado “lixo atômico”. A complexidade do problema do lixo atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias tóxicas, se deve ao fato de: a)acumular-se em quantidades bem maiores do que o lixo industrial convencional, faltando assim locais para reunir tanto material. 

b) ser constituído de materiais orgânicos que podem contaminar muitas espécies vivas, incluindo os próprios seres humanos.  

c) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam o ar irrespirável por milhares de anos.

d) emitir radiações e gases que podem destruir a camada de ozônio e agravar o efeito estufa.

e) emitir radiações nocivas, por milhares de anos, em um processo que não tem como ser interrompido artificialmente.

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