DESENVOLVIMENTO DA PODEROSA ENERGIA NUCLEAR
Caros leitores, quantos de vocês já ouviram falar sobre Energia Nuclear? Pois bem, garanto que muitos. Agora, paremos para refletir sobre o conceito dessa tão discutida forma de obtenção de energia.
Qual o princípio de funcionamento de uma usina nuclear?
Em um primeiro momento a explicação pode até parecer um tanto quanto simples, mas não há necessidade de avançarmos muito nos conceitos, apenas precisamos compreender que a energia nuclear é derivada de átomos instáveis que, para adquirirem estabilidade, liberam grande quantidades de energia, seja pela quebra de um núcleo muito denso, processo conhecido como fissão, como pela união de núcleos menores, conhecido como fusão.
Rapidamente podemos dizer que o processo de fissão ocorre nas famosas bombas atômicas e nas usinas nucleares (de forma controlada), já o processo de fusão ocorre na bomba de hidrogênio (bomba H) e no Sol. Este segundo, mais energético que o primeiro.
Então... qual o motivo de tantos paradigmas que envolvem a energia nuclear?
É verdade que durante muitos anos na história, a energia nuclear teve uma máscara de monstro, principalmente devido aos acidentes ocorridos com armas nucleares e algumas usinas, como a famosa Chernobyl, mas precisamos levar muitos outros fatores em consideração também. A Energia Nuclear é umas das formas de energia que não emitem gases poluentes e causadores do efeito estufa durante o processo de geração de energia.
Contudo, o foco deste artigo esta baseado em uma publicação feita no site da revista científica Nature a respeito do avanço nas técnicas de enriquecimento do Urânio, material este utilizado para abastecer usinas nucleares, reatores de submarinos e até mesmo para fabricação de bombas atômicas.
Como sabemos, o Urânio é encontrado na natureza na forma de minério, e assim se mantém até ser extraido e separado de seus contaminantes. O Urânio é um mineral que, na forma natural, é composto por isótopos de U-238, U-236 e o perigoso U-235, este último, responsável pela reação de fissão. Mas, felizmente, ele encontra-se em uma concentração muito baixa no Urânio natural, precisando então este, passar por processos de enriquecimento, que ocorrem no que chamados de Ciclo do Combustível Nuclear.
Para extrair o U-235, isótopo mais leve e físsil, precisamos reportá-lo à algumas técnicas de separação.
Para a produção de uma bomba atômica, faz-se necessário uma concentração mínima de 80% de U-235, já alguns radiofármacos, que são medicamentos a base de elementos radioativos, estes levam até 20% de U-235 na sua composição. Por este motivo, alguns paises, incluindo o Brasil, têm autorização para enriquecer até 20% de U-235.
O artigo publicado na revista Nature menciona o quão se desenvolveu a tecnologia para enriquecimento de Urânio durantes alguns anos e, o mais incrível é o expressivo e até mesmo exponencial aumento na eficiência do processo como um todo desde 1945.
Como mostra a figura abaixo, temos um avanço de 0,5 SWU/MWh no início do desenvolvimento da técnica de enriquecimento, no ano de 1945, logo após, em 1960, este valor sobe para 5 SWU/MWh, chegando aos incríveis 20 SWU/MWh atualmente.
O que nos leva a ficarmos preocupados com tanto avanço é a capacidade de simplificação e rendimento na relação trabalho/eficiência, podendo ser uma característica que, de outro ponto de vista, possa trazer complicações para a segurança nacional.
Os primeiro processos de enriquecimento de Urânio eram realizados por "Calutron", ou seja, utilizavam-se um espectrometro de massa para separar os isótopos. Logo após tivemos um avanço com a utilização da técnica de difusão gasosa do gás hexafluoreto de urânio, fazendo-o passar por uma membrana semipermeável. Já em 1960 foi descoberto o processo por centrifugação, pelo qual, reduziu-se expressivamente a energia necessária para realizar a separação dos isótopos U-235 e, atualmente estão pesquisando outra técnica de separação para facilitar ainda mais esse processo e reduzir o espaço utilizado pelas grandes cascatas de ultracentrifugas que são utilizadas hoje (Figura abaixo).
A técnica conhecida como "Laser Uranium Enrichment", ou Enriquecimento de Urânio à Laser, pode contribuir para a utilização da energia nuclear para fins bélicos, e o pior, sem a possibilidade de rastreamento, afinal, a estrutura necessária para trabalhar com este novo laser ocupa cerca de 25% do espaço utilizado pelas atuais ultracentrífugas.
