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Consequências positivas e negativas do uso da energia nuclear

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 
  • Fixar conhecimento em Física quântica e debater sobre os modos de produção de energia usadas no mundo
Ano(s) 
Material necessário 

Reportagem da Veja:

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução

Cerca de 16% da produção mundial de energia têm origem nuclear, 5% vêm das hidrelétricas e a parcela mais significativa fica mesmo por conta dos combustíveis fósseis, petróleo, carvão mineral e gás natural. VEJA anuncia que esse quadro deve mudar em pouco tempo em conseqüência da retomada da construção de reatores atômicos, sobretudo na Índia e na China. Polêmica é o que não falta nesse assunto. Afinal, os acidentes de Three Miles Islands, nos Estados Unidos, e Chernobyl, na extinta União Soviética, tiveram desdobramentos trágicos e ainda permanecem na lembrança de todos. Um reator nuclear é uma bomba atômica controlada. Convém deixar isso bem claro quando você aprofundar o tema com os adolescentes.

Colete dados e informações sobre as matrizes energéticas nacional e mundial. Se possível, prepare gráficos (de setores) representativos dessas matrizes.

 

2ª etapa 

Atividades

Explique que a forma mais comum de transporte e uso de energia é a elétrica: qualquer que seja o processo de geração e a aplicação final, em algum momento a energia é transformada em eletricidade para, só depois, ser utilizada em lâmpadas, fornos industriais, motores, aquecedores residenciais etc.

Examine em seguida o processo básico de produção de energia elétrica em qualquer tipo de usina. Ele consiste na conversão de energia mecânica em elétrica, o que ocorre por intermédio de um gerador (dínamo ou alternador).

Conte que as usinas nucleares são semelhantes às termelétricas comuns. Nelas, o aquecimento de uma massa de água se dá pela fusão de núcleos atômicos, normalmente de urânio 235 e/ou de plutônio. Por ser altamente radiativa, a água aquecida não é usada para impelir as turbinas. Ela passa por tubulações que esquentam um tanque com uma massa de água. Sob pressão, esta vira vapor e vai mover as turbinas (leia o quadro abaixo). Revise alguns conceitos sobre a estrutura atômica e nuclear da matéria, incluindo radiatividade e partículas elementares. Aborde os fenômenos da fissão e fusão nuclear sob o aspecto da estabilidade dos núcleos atômicos: elementos como o ferro, por exemplo, têm núcleo bastante estável, enquanto outros são bastante instáveis: é o caso do urânio 235. Na fissão ocorre a divisão de um núcleo atômico em dois ou mais núcleos menores, com sobra de energia na forma cinética (de partículas elementares) e na forma de radiação eletromagnética e neutrinos. Na fusão dá-se a união de núcleos atômicos num núcleo maior, também com sobra de energia, em geral em quantidade muito maior que a liberada na fissão. Essa energia corresponde à diferença de massa ("defeito" de massa) entre os núcleos atômicos antes e após a reação nuclear e pode ser calculada com a famosa equação de equivalência de Einstein: E = m.c2.

Apresente aos alunos os dados e gráficos preparados de antemão, suscitando reflexão com perguntas. Eis algumas: Por que o Brasil, apesar da grande insolação, explora tão pouco a energia solar? Por que não aproveitamos a energia dos ventos em larga escala? Qual a relação entre o custo e o benefício do uso da energia solar e da energia eólica? Gerar energia polui? Que tipos de usinas funcionam em nosso país? Por que não existem em muito maior quantidade pequenas usinas de energia, como as termelétricas, que poderiam ser alimentadas por bagaço de cana das centenas de usinas de açúcar instaladas aqui?

Enfatize que não existe processo de geração de energia não poluente, numa acepção ampla do termo. Há os que poluem mais ou menos. Mesmo os processos de produção da energia eólica podem gerar poluição ambiental devido ao ronco de baixa freqüência das hélices.

Proponha uma discussão específica sobre a geração e o uso de energia nuclear no Brasil. A conclusão da usina de Angra III é necessária? Devemos manter em funcionamento Angra I e II? Qual a relevância econômica da energia nuclear para o país? Uma nação com importância estratégica, em âmbito mundial, como é a nossa, pode prescindir do domínio de tecnologia nuclear? Por quê?

Não se esqueça de mencionar os recentes acidentes com reatores nucleares: em Three Miles Island, nos Estados Unidos (em 1979); Chernobyl, na antiga União Soviética (em 1986); e Tokaimura, no Japão (em 1999). Outras formas de produção de energia implicam riscos similares?

 

Para saber mais

Por dentro da usina

No reator ocorre a fissão nuclear, "domada" por barras de controle (em geral de cádmio). O processo produz energia, que aquece a água contida no reator. Essa água, por sua vez, esquenta o líquido da tubulação que passa por um tanque, o gerador de vapor. A água ali vaporizada sob pressão atravessa um duto e vai para a turbina, onde a energia térmica é convertida em eletricidade, no gerador eletromagnético. O vapor que move a turbina é então resfriado pelo condensador ligado à torre de resfriamento. A cúpula externa que envolve o reator é a estrutura de contenção, em tese capaz de confinar a radiação caso ocorra um acidente.

 

Créditos:
Renato da Silva Oliveira
Formação:
Professor de Física e coordenador do planetário AsterDomus, de São Paulo
Autor Nova Escola

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