s
o
t
n
e
im
c
e
h
n
o
C
s
u
e
s
e
t
Tes
cnologias
suas Te
Ciências da Natureza e
Prof. Ronaldo Paiva
14
Um dos maiores acidentes da história
envolvendo usinas nucleares foi o
ocorrido na Usina Nuclear Chernobyl.
ACIDENTE DA USINA NUCLEAR
DE CHERNOBYL
Assim como o Brasil, outros países também possuem usinas
nucleares em atividade, sendo que algumas delas já suportam boa parte da energia utilizada no país. Mas ao falarmos
desta enorme Central de Produção Energética, devemos nos
atentar para alguns riscos que elas podem oferecer.
dessas hastes encontramos elementos como o boro ou cádmio, visto que estes absorvem nêutrons com maior facilidade, diminuindo as reações que ocorrem dentro do reator.
No acidente da Chernobyl não foi diferente, as hastes foram
utilizadas a fim de controlarem o efeito das reações, porém se
comportaram de forma contrária ao esperado e ao invés de inibirem as reações, contribuíram para que as mesmas ocorressem
de forma incontrolável.
Outro grave problema foi a falha humana que ocorreu durante a manutenção do reator em uma de suas inspeções, pois
não foram seguidas as normas de segurança adequadas para
trabalhar com o reator em baixa produção. Logo, o efeito não
pôde ser controlado pelo painel de controle, tampouco manualmente, como deveria ocorrer em caso de urgência.
Ocorrido o acidente, o vento encarregou-se de espalhar as nuvens com os elementos radioativos por boa parte dos países vizinhos, e por onde passou afetou a vida dos seres que ali viviam.
O governo soviético tentou manter o acidente em sigilo, sem
que houvesse evacuação das pessoas nas cidades mais próximas.
Porém, habitantes de uma cidade a cerca de três quilômetros foram
totalmente infectados e só foram retirados da cidade depois de terem passado horas expostos à radiação. Dessa forma, semelhante à
reação em cadeia de um reator, outros países detectaram um alto
nível de radiação no ambiente, e a partir daí resolveram ajudar a
inibir os efeitos que o acidente poderia vir a causar. Muitos países
foram infectados com a radiação, entre eles podemos citar a Dinamarca, a Suécia, a França e a Itália.
Assim, Chernobyl ficou conhecido como o maior acidente
envolvendo usinas nucleares e segundo a ONU, cerca de quatro mil pessoas morreram, porém esse número é discutível, visto
que outras entidades chegam a avaliar cerca de cem mil mortos
no acidente.
O fato é que alguns acidentes já ocorreram nas dependências das usinas nucleares, e por consequência, afetam toda a
região onde estão instaladas. Um dos maiores acidentes da história envolvendo usinas nucleares foi o ocorrido na Usina Nuclear de Chernobyl. No dia 26 de abril de 1986, um dos reatores
da usina explodiu, liberando uma enorme cortina de fumaça
com elementos radioativos que rapidamente se espalharam
por uma boa parte da Europa e da União Soviética.
Para que um reator funcione são necessários alguns procedimentos de segurança, que garantem o bom funcionamento desse compartimento. Entre eles podemos destacar
as hastes controladoras, que têm como principal função controlar as reações em cadeia que acontecem com o Urânio-235
no seu interior, e que devem funcionar regularmente. Dentro
Texto de Deivid Cezario Teixeira.
ENTENDA O ENRIQUECIMENTO DE URÂNIO
Sabemos que o elemento urânio é encontrado na natureza
na forma combinada. O isótopo mais abundante de urânio
(238U) não possui um grande poder de fissão. Mas sabemos
1
população em geral, ao longo de várias décadas, em função dos
acidentes ocorridos nas usinas nucleares e da necessidade de
controle dos resíduos radioativos por um longo período de tempo. Recentemente, o agravamento da crise energética, aliado à
poluição e ao efeito estufa, resultantes do uso de combustíveis
fósseis, e à redução dos resíduos produzidos nas usinas nucleares, têm levado até mesmo os críticos a rever suas posições.
O funcionamento da maioria dos reatores nucleares civis baseiase no isótopo 235 do urânio, 92U235. O urânio natural apresenta
uma distribuição isotópica de aproximadamente 0,72% de 235U e
99,27% de 238U. Para sua utilização em reatores, o urânio deve ser
enriquecido até atingir um teor de 3 a 4% em 235U. Um dos métodos utilizados nesse processo envolve a transformação do minério
de urânio em U3O8 sólido (yellow cake), posteriormente convertido
em UO2 sólido e, finalmente, em UF6 gasoso, segundo as reações
representadas pelas equações:
que o isótopo de urânio (235U) possui um grande poder de
sofrer fissão nuclear. A probabilidade desse isótopo do urânio
sofrer fissão nuclear é da ordem de mil vezes maior que qualquer outro elemento. A matéria-prima para a fabricação de
combustível nuclear nos reatores nucleares é o UO2. Esse óxido é muito pobre em urânio físsil (235U), isto é, que pode sofrer
fissão nuclear. Aproximadamente 0,7% dos átomos de urânio
presentes nesse óxido é urânio físsil, sendo assim necessário
o enriquecimento de urânio, ou seja, a separação do urânio
físsil do urânio não físsil. Dentre os processos de enriquecimento de urânio, apenas dois processos se destacam industrialmente, sendo a difusão gasosa e a ultracentrifugação.
O processo de difusão gasosa consiste em comprimir o
hexafluoreto de urânio (UF6) através de membranas porosas
associadas em série, a fim de separar o (235U) do (238U). No processo de ultracentrifugação, a separação é feita através da
força centrífuga.
Para as usinas, o percentual de enriquecimento é de 3% a
5%. Para mover submarinos, por exemplo, precisa-se de urânio enriquecido a 20%. Com 95% de concentração de U–235
produz-se uma bomba atômica.
UO2(s) + 4 HF(g) → UF4(s) + 2H2O(g) (reação 1)
UF4(s) + F2(g) → UF6(g) (reação 2)
UO2(s) + 4HF(g) + F2(g) → UF6(g) + 2H2O(g) (reação global)
Os compostos de flúor utilizados no processamento do urânio
são formados exclusivamente pelo isótopo 19, com massa atômica
igual a 18,99840. O UF6 gasoso obtido no processamento do urânio
é, portanto, uma mistura de 235UF6 e 238UF6, com massas moleculares
de 349,0343 e 352,0412, respectivamente. Numa etapa subsequente
do processamento, a mistura gasosa é reduzida a urânio metálico
sólido por reação com magnésio.
Com relação a essas informações e aos processos de separação da
mistura dos fluoretos de urânio, são feitas as seguintes afirmações:
I. No processo de obtenção de urânio metálico a partir da reação
de UF6 com magnésio, a diferença entre as reatividades químicas de 235UF6 e 238UF6 permite a separação do urânio nas duas
formas isotópicas puras;
II. O 235UF6 pode ser separado do 238UF6 por destilação fracionada
do líquido obtido após resfriamento da mistura gasosa inicial;
III. A ultracentrifugação da mistura gasosa é um método conveniente para se obter o enriquecimento do produto final em
235
UF6.
É correto o que se afirma em:
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
Fissão do núcleo de urânio – 235U, gerando dois novos núcleos, dois nêutrons livres e grande quantidade de energia.
Texto adaptado.
Exercitando para o Enem
01.O processo de obtenção de energia a partir da fissão nuclear do urânio
revela um grande potencial para o brasil. Alguns aspectos relativos a
esse elemento e ao processo de enriquecimento:
a) Durante o processo de enriquecimento de urânio para utilização
em usinas nucleares, os isótopos são separados por métodos físicos e químicos.
b) O isótopo do urânio – 235 é mais físsil devido sua maior massa
crítica, ou seja, massa necessária para manter uma reação química em cadeia.
c) Os nêutrons gerados no processo de fissão, dentro de um reator
nuclear, são responsáveis pela manutenção da reação em cadeia.
d) Durante a transformação do núcleo de urânio em núcleo composto, a razão Próton / Nêutron cresce favorecendo o processo
de fissão nuclear.
e) Boa parte da energia da fissão é oriunda do defeito de massa
(DE/c2). Dessa forma, uma usina nuclear não oferece nenhum
risco de poluição ambiental.
03.O acidente nuclear ocorrido em Chernobyl (Ucrânia), em abril
de 1986, provocou a emissão radioativa predominantemente
de Iodo-131 e Césio-137. Assinale a opção correta que melhor
apresenta os respectivos períodos de tempo para que a radioatividade provocada por esses dois elementos radioativos decaia
para 1% dos seus respectivos valores iniciais. Considere o tempo
de meia-vida do Iodo-131 igual a 8,1 dias e do Césio-137 igual a
30 anos.
Dados: 1n 100 = 4,6; 1n 2 = 0,69.
a) 45 dias e 189 anos.
b) 54 dias e 201 anos.
c) 61 dias e 235 anos.
d) 68 dias e 274 anos.
e) 74 dias e 296 anos.
02.A geração de energia elétrica por reatores nucleares vem enfrentando grande oposição por parte dos ambientalistas e da
2
04.De vilão a mocinho! Assim pode ser considerado o fenômeno
da radioatividade. As radiações podem causar sérios danos biológicos. Produzem e são causadoras de leucemia e de câncer.
Entretanto, em doses controladas, a radiação é utilizada para
combater e, em alguns casos, eliminar essas doenças.
Considerando-se a cinética das emissões radioativas, se a massa
de um isótopo radioativo se reduz a 12,5% do valor inicial depois de
um ano, e considerando-se que um ano tem exatamente 12 meses,
então a meia-vida desse isótopo, em meses, é:
a) 8
b) 6
c) 4
d) 3
e) 2
05. Uma fonte radioativa, como o césio–137, que resultou num acidente em Goiânia, em 1987, é prejudicial à saúde humana porque:
a) a intensidade da energia emitida não depende da distância do
organismo à fonte.
b) a energia eletromagnética liberada pela fonte radioativa interage com as células, rompendo ligações químicas.
c) o sal solúvel desse elemento apresenta alta pressão de vapor,
causando danos ao organismo.
d) a energia liberada violentamente sobre o organismo decorre do
tempo de meia-vida, que é de alguns segundos.
e) a radiação eletromagnética liberada permanece no organismo
por um período de meia-vida completo.
Exercitando para o Enem
3
01
02
03
04
05
c
c
b
c
b
4