sexta-feira, 14 de novembro de 2008

RADIOATIVIDADE

RADIOATIVIDADE


Breve histórico

A radioatividade foi descoberta em 1896 pelo físico francês Antoine Henri Becquerel após observar que o sulfato duplo de Potássio e Uranila “K2UO2(SO4)2” emitia raios desconhecidos que impressionavam chapas fotográficas cobertas com papel escuro.

Essa descoberta provocou um intenso interesse ao casal de cientistas Marie e Pierre Curie que trabalhavam no mesmo laboratório de Becquerel. Em 1898 o casal Curie após intensas pesquisas descobriu um elemento 400 vezes mais radioativo que o urânio, elemento esse que foi denominado Polônio em homenagem ao país de origem de Marie Curie, logo após o casal descobriu um elemento 2000 vezes mais radioativo que o urânio que nomearam Rádio.

Com o avanço das pesquisas E. Rutherford descobriu as radiações alfa ( ) e beta ( ) o que foi fundamental para a descoberta do seu modelo atômico em 1911 iniciando uma teoria que serviu como base para a explicação dos fenômenos radioativos.

Em 1934, o físico italiano Enrico Fermi bombardeou átomos de urânio com nêutrons (Descobertos por Chadwick) obtendo átomos maiores (Elementos Transurânicos). Esse fato portanto não foi bem esclarecido por ele sendo melhor compreendido quando em 1938 os cientistas Otto Hahn e Strassmann repetindo a experiência de Fermi observou a presença de Bário na amostra radioativa. Fato este que foi explicado pelos cientistas Lise Meitner e Frisk que interpretaram como a quebra do núcleo de urânio (fissão nuclear) provocando a formação de átomos menores e nêutrons e liberando uma quantidade enorme de energia.

Em 1939 Fermi declarou ser possível uma reação nuclear em cadeia (nêutrons liberados na desintegração de U235 poderiam incidir em novos átomos vizinhos provocando novas desintegrações e assim sucessivamente) abrindo as portas para a produção em larga escala de energia a partir do processo de fissão transformando matéria em energia segundo a equação de Albert Einstein, E = mc2.

Assim, em 1942 o primeiro reator utilizando U235 começou a ser construído no Estados Unidos, reator esse que foi utilizado como base na fabricação da primeira bomba atômica. Em 6 de agosto de 1945 os EUA lançaram sobre a cidade de Hiroshima uma bomba atômica chamada Little Boy cuja potência era de aproximadamente 21 Kton ( 1Kton = 1000 Toneladas de TNT) matando aproximadamente 80.000 pessoas e ferindo cerca de 70.000, em 10 de agosto outra bomba foi lançada sobre a cidade de Nagasaki com saldo de 40.000 mortos e 30.000 feridos sendo que a grande maioria das pessoas envolvidas eram civis.

Outro processo para produção de energia é o que utiliza fusão nuclear, núcleos de átomos de hidrogênio se fundem produzindo helio e convertendo também uma parte da matéria em energia. Esse processo culminou com desenvolvimento em 1952 da primeira bomba de hidrogênio (fusão nuclear), muito mais potente que a bomba atômica (fi ssão nuclear). A bomba de hidrogênio tem uma potencia mínima de 10 Mton (1 Mton = 1.000.000 de toneladas de TNT) sendo que já foram testadas bombas com até 110Mton, poderosa sufi ciente para destruir qualquer metrópole mundial.

O desenvolvimento da tecnologia para aplicação da radioatividade pode produzir energia útil (usinas nucleares) ou artefatos bélicos levando a destruição de grande parte da humanidade o que nos leva a uma discussão ética sobre o seu uso.








Energia nuclear
Por ELETROBRAS TERMONUCLEAR S/A


O que é?
Os átomos de alguns elementos químicos apresentam a propriedade de, através de reações nucleares, transformar massa em energia. Esse princípio foi demonstrado por Albert Einstein. O processo ocorre espontaneamente em alguns elementos, porém em outros precisa ser provocado através de técnicas específicas.

Existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento.

A fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. É usada em mais de 400 centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Sul, Paquistão e Índia, entre outros.

Hoje, 17% da energia elétrica no mundo, é gerada através de fonte nuclear e este percentual tende a crescer com a construção de novas usinas, principalmente nos países em desenvolvimento (China, Índia, etc.). Os Estados Unidos, que possuem o maior parque nuclear do planeta, com 103 usinas em operação, estão ampliando a capacidade de geração e aumentando a vida útil de várias de suas centrais. França, com 58 reatores, e Japão, com 56, tambem são grandes produtores de energia nuclear, seguidos por Rússia(31) e Coréia do Sul (20).

A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global e outros produtos tóxicos. Usinas nucleares ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos (chuva, vento, etc.) para o seu funcionamento.

Além disso, o urânio utilizado em usinas nucleares é um combustível de baixo custo, uma vez que as quantidades mundiais exploráveis são muito grandes e não oferecem risco de escassez em médio prazo.

Pesquisas de opinião realizadas na Europa, nos Estados Unidos e na Ásia demonstram que a população aceita a construção de novas usinas nucleares e a substituição de plantas antigas por novas.

Ambientalistas prestigiados como James Lovelock (autor da “Teoria de Gaia”) e e Patrick Moore (fundador do Green Peace) são unânimes em declarar que não se pode abdicar da energia nuclear se pretendemos reduzir os riscos do aquecimento global e de todos os problemas relacionados a ele.

Como funciona uma usina nuclear?

A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição — o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.

O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina — a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.

Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais.

Uma usina nuclear oferece elevado grau de proteção, pois funciona com sistemas de segurança redundantes e independentes (quando somente um é necessário).






Defesa em Profundidade
É um conceito de projeto que envolve a criação de sucessivas barreiras físicas que mantêm a radiação sob total controle.

1 – As pastilhas de dióxido de urânio possuem uma estrutura molecular que retém a maior parte dos produtos gerados
na fissão.

2 – As varetas que contêm as pastilhas são seladas e fabricadas com uma liga metálica especial.

3 – O vaso do reator funciona como uma barreira estanque.

4 – A blindagem radiológica permite que os trabalhadores possam acessar áreas próximas ao reator.

5 – O envoltório de aço especial, com 3 centímetros de espessura, é projetado para resistir ao mais sério acidente.

6 – O envoltório de concreto, com 70 centímetros de espessura, conterá qualquer material caso as demais barreiras falhem.

Número de Reatores Nucleares em operação no mundo (dados de dezembro de 2006)
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Participação Nuclear na Produção de Energia Elétrica (dados de dezembro de 2006)
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