Desde a sua existência que o Homem depende totalmente do meio que o rodeia e dos seus recursos. E ao longo dos anos, não só tem vindo a consumir bens materiais como depende cada vez mais deles. E é este desequilíbrio entre o elevado consumo e os recursos que a Natureza possuí que deve ser freado.
São inúmeras as actividades que têm aumentado exponencialmente, nomeadamente, a indústria e a expansão dos transportes; causando, deste modo, o elevado e desmesurado consumo a nível mundial, embora de forma desigual.
Devido à pouca rentabilidade dos recursos renováveis e ao que anteriormente foi referido, o Homem, actualmente, vê-se compelido a servir-se dos recursos não renováveis.
Sendo a energia nuclear uma das possibilidades de utilização, esta tem vindo a ser alvo de variadas discussões quer a nível interno quer externo, pelo facto de se tratar de um tipo de energia que comporta elevados riscos (embora também possua benefícios). Esta tem vindo a ser vista como uma medida e alternativa possível ao alto consumo e dependência do petróleo. Contudo, como todas as outras energias, ter-se-á de equacionar junto de quem de direito os seus prós e contras.
Produção de energia nuclear
Para produzir energia nuclear são utilizados dois tipos de recursos energéticos, a saber, urânio e o tório (dois mineiros radioactivos); embora seja o urânio o mais conhecido e o mais utilizado. Contudo, apesar das reservas de urânio serem abundantes, não se põe em causa o seu esgotamento a curto/médio prazo.
O urânio é um elemento químico de símbolo U e de massa igual a 238 (92 protões e 146 neutrões). O urânio quando se encontra à temperatura ambiente encontra-se em estado sólido.
Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioactividade, descoberto em 1978.
A mais importante aplicação do urânio é a energética.
Actualmente, o urânio está a ser utilizado como combustível nos reactores nucleares, sob a forma de óxido, de liga metálica, ou ainda, de carboneto.
Certos reactores utilizam o urânio natural, mas a grande maioria, como o caso dos reactores moderados e arrefecidos com água normal (que equipam mais de dois terços das centrais nucleares), usam como combustível o urânio enriquecido.
Este e outros processos devem ser realizados de forma controlada e em condições de segurança absoluta – reactor nuclear. Pois, caso contrário, pode desencadear catástrofes terríveis, libertando altos níveis de radioactividade.
O grande objectivo das centrais nucleares centra-se em controlar as reacções nucleares em cadeia de modo a que a energia seja libertada de forma gradual e sob a forma de calor.
O calor é usado para ferver água de modo a produzir vapor, tal como nas centrais que usam combustíveis fosseis. É este calor que irá, por sua vez, fazer funcionar uma turbina, conseguindo assim gerar energia eléctrica.
Sendo o reactor nuclear uma peça fundamental numa central nuclear, o seu funcionamento revela-se, impreterivelmente, determinante.
Para que este funcione na sua plenitude, são combinados o combustível e o emprego de um material moderador. Por norma, o urânio serve de combustível com o conteúdo de 3% de urânio; posteriormente é prensado em forma de grandes pastilhas e por fim são introduzidos em grandes tubos, com vários metros de comprimento, fabricados com ligas especiais.
No que concerne aos tubos, estes têm como função evitar que os produtos que resultam da combustão do urânio, contaminem o interior do reactor. Estes resíduos não devem nem podem chegar ao líquido refrigerante do reactor, pois caso isso aconteça ou haja uma fuga destes mesmos líquidos, ocorrerá uma grave contaminação do ambiente.
Relativamente ao material moderador durante a reacção com o urânio, este liberta elevadas quantidades de neutrões. Este enorme fluxo chega ao moderador que rodeia os módulos de combustível, reduzindo-o, e controlando a reacção.
Os moderadores líquidos desempenham um papel fulcral, dado a sua acção como meio refrigerante. Este tipo de moderadores não só absorvem a energia térmica libertada pelo abrandamento dos neutrões, como também arrefece os módulos de combustível aquecido durante a reacção.
No núcleo do reactor também estão presentes as barras de controlo. Estas são compostas por um tipo de material que absorve parte dos neutrões libertados durante a reacção em cadeia. É no retirar e no introduzir destas barras de controlo que se consegue regular as flutuações no desenvolvimento da reacção, existindo, assim, a possibilidade de se conseguir que os módulos de combustível sejam utilizados de forma uniforme. A função primordial das barras de controlo e, sem qualquer margem para dúvidas, a mais importante é a de fazer cessar as reacções nucleares em cadeia em caso de existência de perigo.
Atendendo ao facto de que nem toda a energia térmica consegue ser transformada em energia eléctrica, as centrais nucleares mais avançadas, atingem um rendimento de apenas 35%. Quanto à restante energia térmica, esta compõe-se de calor residual.
Deste modo, os reactores nucleares servem, principalmente, para gerar elevadas quantidades de energia térmica, não sendo, por isso, utilizados para a produção de energia eléctrica.
Existem três tipos de reactores nucleares, a saber, reactores de água natural; reactores de altas temperaturas e reactores reprodutores.
Os reactores de água normal, que são os de uso mais frequente, funcionam com urânio ligeiramente enriquecido e água normal, funcionando aqui como moderador.
No que concerne aos reactores de altas temperaturas, estes são utilizados principalmente pelo Reino Unido, que está entre os sistemas mais avançados. Este género de reactores oferece vantagens em relação aos reactores de água normal, visto que usa um gás como meio refrigerante – hélio.
Quanto aos reactores reprodutores, estes acabam por ser de interesse de todos os estados com importantes instalações nucleares, visto que só com este tipo de reactores é que se torna possível aproveitar as limitadas existências de urânio na Terra.
Resíduos Nucleares
Cada central Nuclear transmuta, através de fissão nuclear, barras de urânio em resíduos nucleares altamente radioactivos. Por tal, têm de ser protegidos e armazenados de forma segura, fora do alcance de pessoas, animais e plantas durante centenas de milhares de anos.
Importa salientar que as centrais nucleares em actividade existem há cerca de 50 anos; no entanto, até à actualidade não se sabe como devem ser armazenados os resíduos nucleares e o que fazer com eles; não existindo, em qualquer parte do mundo, um método para uma eliminação segura dos resíduos nucleares.
Enquanto um reactor nuclear está em funcionamento, algum do urânio acaba por ser convertido noutros materiais, os quais se vão depositando nos elementos combustíveis. O combustível perde, assim, a sua eficiência na produção de calor, tornando-se necessária a sua substituição.
Para tal, o combustível usado é removido do reactor, arrefecido em água e sujeito a um reprocessamento, onde se geram três grupos de materiais:
- Urânio, que irá novamente servir de combustível.
- Plutónio, utilizado também como combustível e em alguns casos como material de armamento.
- Lixo nuclear.
No que concerne ao Lixo Nuclear este é composto por 3 tipos, a saber, Lixo de alto nível; Lixo de nível intermédio e Lixo de baixo nível.
Quanto ao lixo de alto nível, estes são os resíduos que contêm produtos gerados durante o processo de fissão, com altos níveis de radioactividade. A radioactividade libertada por este resíduo degenera-se com relativa rapidez no início. Contudo, mantém-se perigoso durante milhares de anos devido ao seu conteúdo actinídeo. Isto porque, os materiais actinídeos possuem uma radioactividade de baixa intensidade, mas possuem uma vida muito longa.
Relativamente ao lixo de nível intermédio, este é produzido em variados processos que envolvem matérias radioactivas, embora no que respeita a questões de perigosidade, possa apresentar menos perigo que os resíduos de alto nível.
Este tipo de lixo de baixo nível é produzido por hospitais, laboratórios, indústrias e centrais nucleares, devem ser manuseados com alguma precaução.
A descarga destes tipos de resíduos radioactivos no ambiente é bastante perigosa, visto que pode causar danos quer para o Homem, quer para as restantes espécies e ecossistema.
Impacto Ambiental da energia Nuclear
Desde que foi descoberta a radioactividade, que os cientistas de todo o mundo se debruçam cada vez mais em formas de evitar acidentes e prejuízos para a saúde, o que ocorre com frequência nas fases iniciais de investigações.
Hoje sabe-se o que as exposições a radiações radioactivas podem causar, no entanto, poucos têm conhecimento de que esta exposição é natural, faz parte do nosso dia-a-dia e que o nosso sistema imunitário possui defesas naturais para tal.
Contudo, mesmo ele tem limites e daí legítimo e salutar mesmo, que outras formas de energia sejam tentadas, nomeadamente as chamadas energias renováveis com iniciativas que podem estar ao alcance de todos, como a microgeração de energia.
