Palestra sobre Energia Nuclear e Radioactividade

   No dia 18 de Maio de 2011, o Prof. Dr. António Falcão do ITN veio à nossa escola dar uma palestra sobre radioactividade e fissão nuclear. Na assistência estavam duas turmas e vários professores. O Prof. abordou diversas questões:

• Diferentes tipos de radiação e como detê-las
• Papel dos vários tipos de radiação nos diversos campos da investigação científica; na Medicina, na Agricultura e na Química; e também em áreas como a Construção Civil 

• Efeitos nocivos da radiação e perigos da utilização da energia nuclear no armamento
• Acidentes de Chernobyl, Three Mile Island e Fukushima
• Vantagens económicas da energia nuclear em relação à energia eólica, ao carvão, ao petróleo e ao gás natural
• Estado actual da energia nuclear no mundo: nº de centrais por país, % da electricidade consumida que provém da energia nuclear, emissões de carbono
• Composição dos tipos de reactor mais comuns (Boiling Water Reactor e Pressurized Water Reactor)
• Reservas mundiais de urânio, petróleo, gás natural e carvão
• Necessidade das pessoas se informarem melhor sobre a energia nuclear antes de formarem uma opinião imutável

   Foi uma palestra muito completa e, particularmente para nós, extremamente interessante. 

   Agradecemos mais uma vez ao Prof. Falcão a sua disponibilidade e por ter dado uma palestra excelente!

Visita à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

No dia 11 de Maio de 2011 visitámos o departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, no Campo Grande, no Dia Aberto.

Planta da Faculdade

No átrio do pavilhão C3,  dirigimo-nos ao balcão do departamento de Física. Fomos então encaminhados para uma sala do edifício C1 onde decorreu o programa "Física à Solta". Vários alunos da faculdade mostraram diversas experiências como, por exemplo:

• medir o som produzido por um piano eléctrico e um diapasão com um osciloscópio, para notar a diferença na constituição da onda sonora
• colocar um relógio com alarme dentro de um espaço com vácuo para mostrar que o som não se propaga 
• mostrar o percurso dos electrões emitidos num feixe utilizando papel fluorescente e um “candeeiro de plasma”
• arrefecer um comboio de plástico com azoto líquido para provar que, a temperaturas muito baixas, o comboio se torna um supercondutor, e colocá-lo numa pista magnética para verificar que não existe atrito
• utilizar prismas para refractar a luz e explicar distúrbios visuais como a miopia, a hipermetropia e o estigmatismo
• e outras experiências, relacionadas com o momento linear e rotativo mas não só…

Prof. Daniel Froidevaux

A seguir, fomos ao anfiteatro do pavilhão C3, onde assistimos à conclusão da palestra do Professor Daniel Froidevaux, do CERN (European Organization for Nuclear Research), sobre o LHC e a procura do Bosão de Higgs e outras partículas. Conseguimos ainda colocar algumas perguntas ao Professor nos 30 minutos que se seguiram à palestra.

Prof. Francis Halzen

 Por fim, assistimos à palestra do Professor Francis Halzen, da Universidade de Wisconsin, sobre Astrofísica de partículas, e as experiências “Amanda” e “Icecube” na Antárctida para capturar neutrinos (partículas difíceis de registar que resultam das reacções nucleares).

 Para além da visita gostámos bastante do clima descontraído e alegre que se vive nesta Faculdade!

 

Palestra - 18 de Maio !

No dia 18 de Maio 2011 -  4ª feira -  às 12.00h , o Professor António Falcão do Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN) vai dar uma palestra sobre Energia Nuclear no Anfiteatro da ESPJAL!

Vamos afixar posters pela escola para ninguém se esquecer!

NÃO FALTEM!

2030: Electricidade a partir da Fusão?

Vejam este vídeo sobre o papel da fusão nuclear na produção de electricidade no nosso futuro! O apresentador, Steven Cowley, é o Chief Executive Officer (CEO) da organização internacional conjunta EURATOM (European Atomic Energy Community) e CCFE (Culham Centre Fusion Energy).

Maquete concluída!

   Durante o 1º e 2º período elaborámos uma maquete de uma central nuclear, com o objectivo de mostrar como são constituídas e como funcionam. No artigo “Maquete de uma central nuclear - em execução”, podem ler quais os materiais que usámos para construir os edifícios. Para além dos componentes mencionados, encomendámos também de uma loja umas árvores e um papel "ondulante" para o rio, para enfeitar a maquete. A maquete está concluída e aqui estão as fotos:

Resultados do Inquérito

   A análise dos dados do inquérito que aplicámos em Fevereiro, a 156 colegas do 11º e 12º ano, está concluída! Aqui têm os resultados.

   A maior parte dos inquiridos (59,3%) não se considera informado sobre a energia nuclear . A média das raparigas é inferior à dos rapazes, o que significa que estas se sentem menos informadas que os rapazes.

   Sobre as fontes de energia a que a EDP recorre para abastecer as nossas casas, um grande número de inquiridos pensa que ela provém de energias renováveis e a que escolheram com maior frequência foi a energia eólica (53,8%), seguida da energia hídrica (49,4%) e da energia solar (48,7%). A energia nuclear foi escolhida apenas por 10,9% dos inquiridos. 

   Ora, como apontámos no nosso artigo “Factura de Energia”, se observarmos as facturas emitidas pela EDP verificamos que a maior parte da electricidade é produzida a partir do gás natural, seguido da energia eólica e hídrica e do carvão. Menos de 6% da electricidade provém da energia nuclear.

   Quanto à radioactividade do urânio, 85,2% dos inquiridos sabiam que é radioactivo.

   Sobre a distância a que fica a central nuclear mais próxima de Portugal, a maioria (81,7%) pensa que está a mais de 300 Km, o que não corresponde à realidade, como mostrámos no nosso artigo “Quão longe está a central mais próxima de Portugal?”  A central mais próxima está a cerca de 110 km da fronteira portuguesa.

   Talvez este facto contribua para que 40,5% dos inquiridos seja contra a instalação de uma central nuclear em Portugal. Totalmente contra, declarou-se 26,1% da amostra e, a favor, 33,3%.

   Relativamente ao país europeu que produz energia nuclear em maior volume, a maioria dos inquiridos (77,1%) escolheu a Alemanha. Mas, na realidade, o país que mais produz energia nuclear é a França, como referimos no nosso artigo “A Energia Nuclear na Europa”.

   Relativamente às desvantagens da energia nuclear, a que foi referida com maior frequência foi a poluição causada pela exploração da energia nuclear, seguida da radioactividade e do problema de tratamento e armazenamento de resíduos nucleares.

   Por último, a grande maioria dos inquiridos (62,2%) é a favor do desenvolvimento da energia nuclear e 37,8% são contra o seu desenvolvimento.

 

O Sismo no Japão e as Centrais Nucleares

   No dia 11 de Março de 2011,  às 14.30 h, verificou-se um sismo com uma intensidade de 8.9 na escala de Richter, com epicentro a cerca de 128 quilómetros da costa Este do Japão. Devido ao sismo formou-se de seguida um tsunami que varreu a costa do país, provocando milhares de mortos e grandes estragos nas centrais eléctricas (entre outras estruturas). 

   Ainda é cedo para avaliar as consequências do sismo e do tsunami no funcionamento das centrais nucleares pelo que nos limitamos hoje a enunciar os factos ocorridos segundo a fonte TEPCO (Tokyo Electric Power Company). 

   Inicialmente, o sismo e o tsunami levaram a que se encerrassem as centrais nucleares de Fukushima I e Fukushima II, e a central de Kashiwazaki-Kariwa. Às 16.30h não se verificava qualquer anomalia nas medições, não havendo indícios de fuga de radiação. 

   Às 24h, na central de Fukushima I, as unidades 3 a 6 estavam desligadas e sem sinal de problemas. Nas unidades 1 e 2, os reactores estavam a ser arrefecidos, embora na segunda unidade o estado do sistema de arrefecimento fosse incerto. Devido a uma diminuição do nível de água nos reactores considerou-se a possibilidade de libertação de radiação, pelo que o governo japonês ordenou uma evacuação da população em torno de uma área de 3 km da central, como medida de precaução. Na central de Fukushima II, todas as unidades encontravam-se encerradas, com nível de água estável e sem problemas de fornecimento de energia. Não havia quaisquer indicações de fuga de radiação ou do líquido de refrigeração.

   No dia 12 de Março, verificou-se que as temperaturas nos reactores 1 e 2 de Fukushima II excederam os 100 graus Celsius. As pressões nas câmaras de contenção dos reactores começaram a aumentar, pelo que se libertou algum ar ligeiramente radioactivo da câmara para reduzir pressão. Pensa-se que este aumento se terá devido a uma fuga do líquido de refrigeração, que entretanto terá parado. Na central de Fukushima I, também se verificaram problemas semelhantes nas unidades 2 e 3 e, próximo da unidade 1, ocorreu uma explosão, que não terá sido radioactiva. Iniciou-se a inserção de água com ácido bórico no reactor 1 para absorver neutrões em excesso, mas o processo foi parado após um novo sismo que ocorreu às 22.15h (e que poderia ter dado origem a um novo tsunami). A ordem de evacuação foi estendida para uma área de 10 km e, depois, de 20.

   No dia seguinte (13), a central de Fukushima I foi atingida por mais um sismo e ocorreu uma explosão num edifício próximo da central. O nível de radiação em torno do reactor aumentou, e o sistema de arrefecimento do reactor 3 deixou de funcionar. A injecção manual de água do mar para dentro do reactor, juntamente com ácido bórico, continuou durante o resto do dia.

   No dia 14 o sistema de arrefecimento foi reactivado com sucesso no reactor 3. Verificou-se uma explosão de hidrogénio próxima do reactor, mas este não foi danificado. A radiação no local aumentou ligeiramente e depois estabilizou. Ao nível nacional, foi implementado um plano de cortes de energia rotacionais, com cortes temporários de energia em diferentes zonas do país, de modo a poupar a energia necessária para abastecer as centrais.

   No dia 15 atingiram-se temperaturas abaixo dos 100 ºC em todas as unidades da central de Fukushima II, com pressões e níveis de água estáveis. A situação está, aparentemente, contida. No entanto, na unidade 4 da outra central de Fukushima, ocorreu uma explosão no telhado do edifício, e um fogo que foi apagado de seguida. Nenhum dos dois afectou o reactor.

   Até agora, os esforços continuam para arrefecer os reactores 1 a 4 da central Fukushima I.  Está a ser injectada água do mar para arrefecer os reactores, e também se estão a mobilizar helicópteros e carros dos bombeiros para inserir água na piscina do combustível usado, que se encontra a elevadas temperaturas.

Neste momento, em redor da central de Fukushima I, as medições de radiação indicam no máximo cerca de 150 mSv (mili Sievert) p/ hora. Para enquadrar esta medida, alguns exemplos de radiação absorvida no nosso dia-a-dia:

• Comer uma banana (ou outros alimentos): 0.0001 mSv
• Dormir ao lado de outra pessoa durante oito horas: 0.0005 mSv
• Mamografia: 3 mSv
• Tomografia do peito: 6–18 mSv

   A partir de 250 a 1000 mSv num dia, uma pessoa pode começar a sentir náuseas e perda de apetite, e os nódulos linfáticos, a medula óssea e o baço podem ser danificados.

   No dia 13 na central nuclear de Onagawa, gerida pela Tohoku Electric Power Company, também se verificou um pico de radiação de manhã, embora muito inferior, cerca de 21mSv p/ hora. Dez minutos depois o valor já se tinha reduzido a metade e às oito horas encontrava-se no valor normal.

   Na central de Tokai, gerida pela Japan Atomic Power Agency, foi noticiada uma falha de um componente do sistema de arrefecimento, mas existe um segundo componente em funcionamento e o arrefecimento decorreu como suposto.

   Nota: Já agora, agradecemos ao leitor que nos deixou o link do website da TEPCO (http://www.tepco.co.jp/en/index-e.html). Obrigado!

Composição e Segurança de um Reactor

   Para atear um lume e mantê-lo aceso, são necessárias três coisas. É preciso combustível, que pode ser lenha, carvão ou outro material que arda. É preciso uma fornalha, ou qualquer coisa semelhante que impeça o lume de se apagar e o proteja. Finalmente, é preciso um acendedor, que inicie a queima - um fósforo, por exemplo.

   Para obter calor através da divisão de núcleos atómicos, também são necessárias três coisas. É preciso um combustível nuclear, uma matéria que contenha núcleos atómicos que possam ser facilmente divididos. É preciso algo que desempenhe o papel de fornalha, ou seja, o reactor nuclear. E é preciso algo - um acendedor -  para iniciar o processo de divisão dos núcleos atómicos, a fonte de neutrões.

Ilustração de algumas das componentes de um reactor

   Dentro de um reactor nuclear podem-se encontrar, para além do combustível nuclear, os seguintes componentes:

• Um reflector que envolve habitualmente o combustível nuclear, reduzindo a quantidade de neutrões que se escapam;
• Várias barras de comando, constituídas por substâncias muito absorventes de neutrões (o boro, por exemplo) que absorvem o excesso de neutrões e podem mesmo parar a reacção totalmente, se for necessário;
• Um fluido de refrigeração destinado a arrefecer o núcleo do reactor, para impedir que sobreaqueça;
• Um escudo biológico que protege o exterior das radiações emitidas.

O reactor do ITN, que já fotografámos anteriormente

   Pode ainda existir dentro do reactor um moderador da energia dos neutrões misturado com o combustível, um material constituído por núcleos leves e pouco absorventes (hidrogénio, por exemplo), que reduz a energia dos neutrões e facilita a ocorrência de cisões.

   A segurança de um reactor não tem nada a ver com a sua explosão como se fosse uma bomba nuclear, porque isso é à partida impossível. O que está realmente em causa é a retenção das substâncias radioactivas produzidas durante o funcionamento do reactor. Numa central, um acidente nuclear pode ser definido como um acontecimento que reduz a integridade de uma ou mais das barreiras do reactor.

   Em condições normais, várias barreiras mantêm os produtos radioactivos no interior dos circuitos do reactor. Para que haja uma libertação, é preciso que estas barreiras sejam todas danificadas, e se este acontecimento improvável se verificar, existem várias medidas de segurança que entram em acção. As centrais nucleares modernas são assim muito seguras.

Novidades

   Novidades sobre o projecto em geral:

   Após um leitor ter apontado que ainda não demos uma explicação técnica do que é exactamente a Fissão e a Fusão Nuclear, dedicamos agora uma página a explicar a diferença entre os dois, uma vez que este é o tema central do nosso blog. Está agora disponível acima do nosso logótipo, através da ligação ‘ O que é a Fusão e Fissão Nuclear? ’. E já agora, não se esqueçam de votar na nossa sondagem, na coluna à direita! Dêem-nos a vossa opinião.

   Para além de actualizar o blog, estamos a desenvolver várias actividades neste momento. Há duas semanas atrás, aplicámos um inquérito a várias turmas do 10º, 11º e 12º da nossa escola para saber o que pensavam sobre a energia nuclear ( e o que sabiam!) , e obtivemos 156 respostas. Estamos a trabalhar os dados e dentro de pouco tempo os resultados estarão disponíveis no blog.

   Depois de analisarmos os resultados pretendemos convidar um professor/ investigador para dar uma palestra na nossa escola, sobre o tema da energia nuclear. 

   A  maquete da central nuclear está quase concluída. Os edifícios já estão pintados, forrados e colados, já só faltam alguns pormenores e retoques. Assim que terminarmos, colocaremos fotos aqui. Estamos igualmente a construir um jogo de tabuleiro, “Energy Pursuit”, dedicado às energias (nuclear, renováveis, fóssil, etc). O jogo, quando estiver terminado, ficará disponível na escola. Como sempre, haverá fotos no blog.

   Por fim, estamos a planear levar a turma à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa no dia aberto, 11 de Maio de 2011, para assistir aos eventos organizados pelo departamento de Física.

Pois é, muiiito trabalho!

Quão longe está a central mais próxima de Portugal?

   A central nuclear de Almaraz localiza-se na província de Cáceres em Espanha, a cerca de 110 km da fronteira portuguesa. O seu primeiro reactor começou a operar em 1983 e o segundo em 1984, e continuam a funcionar no presente. Segundo um estudo em 2005, a central produziu cerca de 13359.98 milhões de kWh (7.823,32 milhões de kWh da primeira unidade e 5.536,66 milhões de kWh da segunda), cerca de 9% de toda a energia produzida nesse ano em Espanha.

 

     Normalmente, 80km é a distância utilizada para medir a probabilidade de contaminação imediata no cultivo, animais e água, portanto o território português não está em grande risco de ser exposto a um acidente nuclear. No entanto, não estamos isentos de riscos. Apesar de muitas pessoas serem contra a ideia da instalação de uma central em Portugal, já estamos sujeitos a um possível acidente devido às centrais espanholas, ainda que até hoje ainda não tenha ocorrido nenhum.