A Energia Nuclear

1.Qual a principal matéria prima utilizada para geração de energia nuclear? Apresente e explique todo o ciclo de mineração desta matéria prima.

Principal combustível utilizado em reatores nucleares é o URÂNIO; Além do urânio, também pode ser utilizados outros materiais, desde que seja um isótopo físsil e/ou fértil (que pode ser convertido em físsil por ativação neutrônica), como por exemplo, o Plutônio-239 e o Tório-232, ou mistura destes, como o MOX, mistura de óxidos de urânio e plutônio.

O Brasil possui grandes quantidades de urânio em seu território;

 7ª maior reserva geológica de urânio conhecida no mundo;

 Ocorrência nos Estados do Ceará, Bahia e Minas Gerais, entre outros;

O Brasil, é um dos poucos países que, além de dominar o ciclo do combustível nuclear, possui uma das maiores reservas de urânio do mundo.

MATERIAS PRIMA - MINERAÇAO

Muito semelhante a mineração comum;

 A exploração ocorre hoje exclusivamente na mina de caetité/BA;

Mina de santa Quitéria/CE está em fase de licenciamento.

Mineração da uranitita ou uranita , normalmente associada a outros minérios , composta principalmente pelo óxido de urânio , com concentração de urânio radiativo muito baixa.

O montante de mineração atualmente realizada na cidade de Caetité/BA é suficiente para entender Angra I e II , mas insuficiente para angra lll.

Desta forma , estudos estão sendo realizados visando dobrar a capacidade e produção da mina .

Em paralelo , é realizado o licenciamento para implantação da unidade de produção de Santa Quitéria .

MATERIAS PRIMA – BENEFICIAMENTO

Etapa também realizada em caetité , assim como a mineração ;

O urânio é retirado do minério , purificado e concentrado numa pasta de cor amarela, conhecida como Yellow cake U3O8.

MATERIAS PRIMA – CONVERSÃO

O oxido de urânio U3O8 é transformado em dióxido de urânio UO2 Para reatores que não utilizam urânio enriquecido .

O restante do dióxido de carbono do urânio é então convertido no gás hexafluoreto de urânio uf2 para passar pelo processo de enriquecimento.

Atualmente , o urânio usado em angra l e ll é convertido na frança , más o Brasil já domina a tecnologia.

Planta piloto de conversão implantada no município de iperó /SP .

MATERIAS PRIMA – ENRIQUECEMENTO

Isótopos são de diferentes formas de um mesmo átomo com diferentes massas atômicas .O numero de prótons é o mesmo , mas o numero de nêutrons não , o que lhes conferem características diferentes .

 O isótopo físsil do urânio , que mais interessa para a reação de fissão nuclear é o urânio 235 , que é fissionado por neutrons preferencialmente de baixa energia , denominados nêutrons térmicos (lentos).

 Uranio 238 é o não físsil (que so tem possibilidade de sofrer fissão por nêutrons de elevada energia cinética , nêutrons rapidos).

Enriquecimento: Tratamento que eleva a proporção de urânio 235 de 0,7 % Para ordem de 3 a 5% para que seja usado na maioria dos reatores do mundo.

Porque há urânio 235 em menor concentração na natureza ? Meia-vida e decaimento radioativo;

Núcleo emiti partículas (perde massa) para se estabilizar;

Meia-vida é o tempo necessário para a atividade (taxa de emissão de radiação)de um elemento radiativo seja reduzida á metade da atividade inicial ;

 Urânio 235 tem meia-vida de 713 milhões de ano ;

 Urânio 238 é de 4,5 bilhões de anos ;

 O urânio 235 decai muito mais rapidamente e, portanto é muito mais consumido que o urânio 238.

Unidade em Resende /RJ utiliza a técnica de ultracentrifugação : Gás UF6 é adicionado a uma centrifuga que , ao girar , separa as moléculas de urânio de acordo com a diferença de massa.

Outras tecnologias : difusão gasosa (também em escala industrial) e um processo a laser (em fase adiantada de pesquisa).

Vale destacar que , por se tratarem de tecnologias sofisticadas e estratégicas , os países que os detém dificultam o compartilhamento de informações para que outras nações tenham acesso a elas.

MATERIAS PRIMA –RECONVERSÃO E FABRICAÇÃO DE ELEMTOS COMBUSTIVEIS

O gás UF6 enriquecido é então convertido em UO2 sólido , que é sintetizado para formar as pastilhas de combustível .

 Essas pastilhas são organizadas em hastes (primeira barreira para o material radiativo)para serem usados no reator.

MATERIAS PRIMAS – USO

Durante a fissão , parte do urânio se converte á plutônio e parte é fissionado e gera energia . Após 12 a 36 meses , parte do combustível usado dever ser substituído ,,

Armazenando temporariamente em piscinas (água isola a radiação e absorve calor)até que o material atinja níveis suficientemente baixos de radiação , o que acostuma durar alguns meses.Depois o combustível pode seguir dois caminhos .

MATERIAS PRIMAS – REPROCESSAMENTO

Processo que separa o urânio enriquecido não fissionado e o plutônio , reciclando e transformando um novo combustível .Reduz significativamente a quantidade de rejeitos enviados para a disposição final e reduz a demanda de urânio minerado da natureza.

Poucos países ,como china,frança , índia , Japão e reino unido , processam o combustível e adotam o chamado ciclo fechado do combustível nuclear .

Possibilidade de fabricação do MOX.

MATERIAS PRIMAS – DISPOSIÇÃO FINAL

A maioria dos países não reprocessa seus rejeitos atômicos e adotam o ciclo aberto .

Ainda não existem instalações de disposição final para rejeitos nucleares.

A maioria dos países mantém os rejeitos em instalações de armazenamento temporário (Projetadas para durar dezenas ou até centenas de anos), em uma forma que possa vir a ser processada no futuro e utilizada nos reatores mais modernos que estão em desenvolvimento .