O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Aplicações da Energia Nuclear

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1 O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Aplicações da Energia Nuclear Ana Maria Xavier Pesquisadora Titular Comissão Nacional de Energia Nuclear

2 ENERGIA ENERGIA: Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho, podendo ter várias formas: térmica, cinética, potencial, química, elétrica, mecânica, eletromagnética, nuclear... A unidade de medida de energia do SI é o Joule, ou seja, o trabalho realizado pela força constante de 1 Newton, cujo ponto de aplicação se desloca da distância de 1 metro na direção da força. 1 cal = 4,18 J 1 ev = 1, J Trabalho= Força x Deslocamento ( 1J = 1N. 1m)

3 ENERGIA Energia necessária para levantar uma pessoa a uma altura de 1metro: mgh = 70 kg x 9,8 m/s 2 x 1 m = 700 kg.m 2 /s 2 = = 700 Joule = 167 cal Energia necessária para elevar em 1 C a temperatura de um copo d água (contendo 167 ml) = 167 cal Energia absorvida por uma pessoa de 70 kg exposta a uma dose letal de radiação ionizante (10 J/kg) : 10 x 70 = 700 Joule = 167 cal 1 J/kg = 1 Gy (1 Gray)

4 ENERGIA Energia Química Energia Cinética

5 Próton Nêutron H Hidrogênio 1 próton HeH H Hidrogênio Hélio 21 prótons 1 próton Li Lítio 3 prótons U Urânio 92 prótons energia

6 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA velocidade da luz v = f. λ O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO freqüência: Hz comprimento de onda: m

7 RADIAÇÃO IONIZANTE E RADIOATIVIDADE Em 1895, Roentgen descobriu os Raios-X; Em 1896, o físico francês Henri Becquerel verificou que sais de urânio emitiam radiações capazes de velar chapas fotográficas, mesmo quando envolvas em papel preto; Em 1898, Marie Curie conseguiu isolar quimicamente, da pechblenda (mineral de urânio, chumbo e terras raras), quantidades mínimas de bismuto que continha um metal ainda não conhecido, o qual foi denominado de polônio.

8 RADIAÇÃO IONIZANTE E RADIOATIVIDADE Por meio de sucessivas dissoluções e cristalizações, Marie Curie conseguiu também obter uma quantidade significativa de rádio, processando mais de uma tonelada de pechblenda, tendo cunhado o termo radioatividade para descrever a energia emitida por esses novos materiais 1 g de Ra-226 = 1 Ci Em 1899, Rutherford contribuiu para elucidar a natureza da radioatividade (partículas alfa e beta e radiação gama)

9 FONTES RADIOATIVAS

10 RADIAÇÕES IONIZANTES OS SERES HUMANOS ESTÃO EXPOSTOS A DUAS FONTES DISTINTAS DE RADIAÇÃO IONIZANTE: RADIAÇÃO NATURAL: DESDE O INÍCIO DA VIDA NO PLANETA TERRA RADIAÇÕES ARTIFICIAIS: GERADAS A PARTIR DE 1895, COM A DESCOBERTA DOS RAIOS X

11 RADIAÇÃO NATURAL (BG) RADIAÇÃO CÓSMICA RADIAÇÃO CÓSMICA (90% prótons; 10%alfa, elétrons, fótons e neutrinos) NUCLÍDEOS NO AR NUCLÍDEOS EM ALIMENTOS E BEBIDAS NUCLÍDEOS NO SOLO E EM CONSTRUÇÕES RADIONUCLÍDEOS PRODUZIDOS PELA INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO CÓSMICA COM A ATMOSFERA: (H-3; Be-7; C-14; Na-22) RADIONUCLÍDEOS PRIMORDIAIS (COM MEIAS-VIDAS DA MESMA ORDEM DE GRANDEZA QUE A IDADE DA TERRA): ISOLADOS: K-40 ; Rb-87 SÉRIES: U-235, U-238, Th-232

12 RADIOATIVIDADE NATURAL Radioatividade natural ou artificial Quantidade 1 homem adulto Bq 1 kg de café Bq 1 kg de fertilizante Bq 1 detector de fumaça Bq Radioisótopo para fins de diagnóstico Bq 1 kg de urânio Bq 1 kg de cinzas de carvão Bq 1 kg de granito Bq 1 Bq = 1 desintegração por segundo 1 Ci = 3,7 x Bq

13 MINÉRIOS CONTENDO URÂNIO E TÓRIO - Min. Taboca - Pitinga (AM)

14 AREIAS MONAZÍTICAS EM PRAIAS BRASILEIRAS

15 ÁREAS COM RADIOATIVIDADE NATURAL ACIMA DA MÉDIA NO BRASIL x 10-1 ( µgy/h ) 35 GUARAPARI 32,4 MEAIPE 30 CUMURUXATIBA ARAXÁ TAPIRA 25 POÇOS DE CALDA 20 PITINGA/92 20 PITINGA/97 PITINGA/ , ,6 5,3 2,7 3,2 1,5 1,4 0

16 RADIAÇÃO NATURAL DE FUNDO (BG) A dose de radiação a que um indivíduo está sujeito devido à radiação cósmica varia em função da altitude de sua cidade Doses anuais médias esperadas para pilotos e tripulantes superam o limite para público estabelecido em Norma da CNEN e variam com o tipo de aeronave,rota e altitude, entre 1 e 4 msv/ano. Limite de dose para o público: 1 msv/ano

17 URÂNIO NATURAL

18 RADIOATIVIDADE NATURAL Contribuição para a Dose Anual Dose Anual ( msv/ano) raios cósmicos 0,15 água, alimento, ar 0,25 casa de tijolos 0,50 1 casa de concreto 0,70 1 casa de madeira 0,30-0,50 raios-x odontológico 0,20 1 viagem aérea por ano 0,04 Londres/NY/Londres televisor a cores 0,01

19 RADIOATIVIDADE NATURAL LOCAL Média Mundial Ramsar Iran Kerala, Índia Minas Gerais, Brasil Yangjiang -China Ilha Niue-Pacífico Guarapari, Brasil RADIAÇÃO DE FUNDO (msv/ano) 2,4 10,2-26, ,2 9,6 5,50 12,50 VIVER = 2,4 msv/ano, em média 1 Sv = 1 J/kg

20 RADIAÇÃO IONIZANTE Energias máximas típicas das radiações emitidas por alguns radionuclídeos: 40 K radiação gama 1461 kev 99m Tc radiação gama 778 kev 3 H radiação beta 186 kev 14 C radiação beta 157 kev 239 Pu radiação alfa 5105 kev 1 kev = 1, J

21 DECAIMENTO RADIOATIVO

22 RADIAÇÕES IONIZANTES ARTIFICIAIS Aparelhos de Raios-X não possuem material radioativo em seu anterior

23 RADIAÇÕES IONIZANTES ARTIFICIAIS ACELERADOR DE PARTÍCULAS

24 DETECTORES DE RADIAÇÃO GEIGER MÜLLER SUPERFÍCIE ÁREA

25 DETECTORES DE RADIAÇÃO DISPOSITIVOS CAPAZES DE INDICAR A PRESENÇA DE ENERGIA NUCLEAR, TRANSFORMANDO UM TIPO DE INFORMAÇÃO (RADIAÇÃO) EM OUTRO (SINAL ELÉTRICO OU LUMINOSO, POR EXEMPLO) DETECTORES A GÁS DETECTORES A CINTILAÇÃO DETECTORES UTILIZANDO MATERIAIS SEMICONDUTORES DETECTORES TERMOLUMINESCENTES DETECTORES UTILIZANDO EMULSÕES FOTOGRÁFICAS RADIAÇÃO IONIZANTE C A V CORRENTE ELÉTRICA

26 DOSE DE RADIAÇÃO A grandeza básica empregada no campo das radiações ionizantes é a dose absorvida média no órgão ou tecido humano, ou seja, a energia depositada por unidade de massa do órgão ou tecido. A dose absorvida é expressa em Gray 1 Gy = 1 J/kg

27 DOSE DE RADIAÇÃO Em proteção radiológica, para um mesmo valor de dose absorvida, observa-se que algumas radiações são mais efetivas do que outras em causar danos. Para levar em consideração esse fato, são empregadas grandezas mais apropriadas como a dose equivalente no tecido ou órgão e a dose efetiva, no corpo inteiro. A dose equivalente e a dose efetiva são expressas em Sievert ( 1Sv = 1 J/kg ) Para radiações X e Gama, 1Gy = 1 Sv

28 EXPOSIÇÕES À RADIAÇÃO TÍPICAS Fonte/Atividade 5 h de viagem área materiais de construção cada raios-x de tórax cósmica solo interna ao corpo humano cada mamografia inalação de gás radônio cada tomografia computadorizada fumar 20 cigarros por dia por tratamento de câncer Dose Média 30 µsv 40 µsv/ano 80 µsv 300 µsv/ano 350 µsv/ano 400 µsv/ano 1,38 msv 2,0 msv/ano 25 msv 53 msv/ano 50 Sv

29 DOSES DE RADIAÇÃO EM PROTEÇÃO RADIOLÓGICA FONTE DENTRO OU FORA DO CORPO ENERGIA NUCLEAR DOSES ABSORVIDAS, D T [Gy] TECIDOS E ÓRGÃOS FATORES DE PONDERAÇÃO DA RADIAÇÃO, W R DOSE EFETIVA, E [Sv] E = Σ w T.H T FATORES DE PONDERAÇÃO DOS TECIDOS, w T DOSES EQUIVALENTES, H T [Sv] TECIDOS E ÓRGÃOS

30 LIMITAÇÃO DE DOSE ANUAL NORMA CNEN-NN-3.01 Grandeza Órgão Indivíduo Ocupacionalmente Exposto Indivíduo do público Dose efetiva Corpo inteiro 20 msv 1 msv Dose equivalente Cristalino 150 msv 15 msv Dose equivalente Pele 500 msv 50 msv Dose equivalente Mãos e pés 500 msv 50 msv

31 FISSÃO NUCLEAR Em 1938, na Alemanha,Otto Hahn e Strassmann, acabaram por fissionar o urânio. Frisch e Lise Meitner interpretaram as experiências de Hahn, afirmando que se um núcleo pesado sofre fissão, obtêm-se átomos de massa mediana e enorme quantidade de energia.

32 REAÇÃO NUCLEAR EM CADEIA O urânio (U) natural é constituído principalmente pelos isótopos U-235 (físsil) + U-238 (fértil), nas proporções de 0,7% e 99 %, aproximadamente.

33 BOMBA ATÔMICA O público tomou conhecimento da existência de energia nuclear sob sua forma mais dramática: as bombas de HIROSHIMA e NAGASAKI. Aquela impressão perdura até hoje, decorridos mais de meio século

34 ENERGIA NUCLEAR Aspectos Positivos Geração de Energia Elétrica Aplicações Industriais Aplicações Médicas Aplicações em Agricultura e Pesquisa Aspectos Negativos O risco de acidentes As armas nucleares e a possibilidade de fabricação de bombas sujas Os rejeitos radioativos

35 CONTROVÉRSIAS NUCLEARES USO PACÍFICO X USO MILITAR ENERGIA NUCLEO-ELÉTRICA X ACIDENTE ENERGIA NUCLEO-ELÉTRICA X LIXO ATÔMICO APLICAÇÕES NUCLEARES X RISCO DE CÂNCER

36 REATOR NUCLEAR DE POTÊNCIA

37 MINÉRIOS DE URÂNIO NO BRASIL

38 MINERAÇÃO E BENEFICIAMENTO DE URÂNIO, CAETITÉ, BAHIA

39 CICLO DO COMBUSTÍVEL NUCLEAR

40 INSTALAÇÕES DO CICLO DO COMBUSTÍVEL RESENDE, RIO DE JANEIRO FCN Reconversão, Pastilhas e enriquecimento Enriquecimento FCN Componentes e Montagem

41 ENRIQUECIMENTO ISOTÓPICO Consiste em aumentar a concentração de um dado isótopo em uma mistura de isótopos. O urânio-235 é o isótopo físsil responsável pela reação em cadeia nos reatores nucleares; O urânio natural contém apenas 0,7% de urânio-235; Para permitir sua utilização como combustível para geração de energia elétrica, é necessário aumentar a concentração do urânio-235 para em torno de 3%.

42 RECEPÇÃO DE CILINDROS DE UF 6 Aquecimento e Mudança da Fase Sólida para a Gasosa

43 ENRIQUECIMENTO POR ULTRA-CENTRIFUGAÇÃO % U-235 0,7 % (urânio natural) 1 % 3 % (reator de potência) 20 % (reator de propulsão nuclear) 90 % (bomba atômica) Custo Relativo ( Kg de urânio) ,

44 ELEMENTO COMBUSTIVEL

45 USINAS NUCLEARES BRASILEIRAS

46 ENERGIA NUCLEAR NO MUNDO

47 MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL TIPO HIDRO GÁS PETRÓLEO BIOMASSA NUCLEAR CARVÃO MINERAL EÓLICA IMPORTAÇÃO CAPACIDADE INSTALADA(kW) % 68,09 10,46 5,17 5,52 1,73 1,32 0,66 7,04 FONTE: ANEEL

48 COMPARAÇÃO DE RISCOS

49 ENERGIA NUCLEAR X EFEITO ESTUFA Energia Limpa

50 ENERGIA NUCLEAR X CHUVA ÁCIDA Energia Limpa

51 EFEITOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE Região de Baixas Doses de Radiação EFEITOS EFEITOS CONHECIDOS onde efeitos imediatos não são observados EXPOSIÇÃO (DOSE)

52 EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE RADIAÇÃO CÉLULA NORMAL REPARO BEM SUCEDIDO CÉLULAS SOMÁTICAS: PROBABILIDADE DE CÂNCER DANO PRIMÁRIO CÉLULA MODIFICADA MORTE CELULAR DANO AO ÓRGÃO EFEITOS ESTOCÁSTICOS CÉLULAS GERMINATIVAS: EFEITOS HEREDITÁRIOS EFEITO DETERMINÍSTICO

53 DOSES LETAIS DE RADIAÇÃO IONIZANTE

54 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR Práticas Passadas Relógio contendo Ra-226: Estudos sobre relógios de bolso realizados pelo National Center for Radiological Health, indicaram uma dose anual nas gônadas de 0,6 msv (considerando que o relógio foi usado 16 horas por dia)

55 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR Práticas Passadas Produtos Medicinais contendo Ra-226

56 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR Práticas Passadas: Anos 50 e 60 Moedas Irradiadas presenteadas como suvenir pelo American Museum of Atomic Energy

57 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR ACOMPANHA-SE, COM USO DE TRAÇADORES RADIOATIVOS, O METABOLISMO DAS PLANTAS, VERIFICANDO O QUE ELAS PRECISAM PARA CRESCER, O QUE É ABSORVIDO PELAS RAÍZES E PELAS FOLHAS, E ONDE UM DETERMINADO ELEMENTO QUÍMICO FICA RETIDO.

58 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR A MARCAÇÃO DE INSETOS COM RADIOISÓTOPOS TAMBÉM É MUITO ÚTIL PARA A ELIMINAÇÃO DE PRAGAS, IDENTIFICANDO QUAL PREDADOR SE ALIMENTA DE DETERMINADO INSETO INDESEJÁVEL. NESTE CASO O PREDADOR É USADO EM VEZ DE INSETICIDAS.

59 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR A UTILIZAÇÃO DE TRAÇADORES TAMBÉM POSSIBILITA O ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE INSETOS. AO INGERIREM OS RADIOISÓTOPOS, OS INSETOS FICAM MARCADOS E SEU RAIO DE AÇÃO PODE SER ACOMPANHADO. NO CASO DE FORMIGAS, DESCOBRE-SE O FORMIGUEIRO, NO CASO DE ABELHAS, FLORES DE PREFERÊNCIA.

60 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR TRATAMENTO DE CÂNCER Teleterapia com Co 60

61 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR Radionuclídeo Meia-vida Tc-99m 6 h I d Tl h Ga h Sm h I h F-18 1:50h Medicina Nuclear Cintilografia: Renal,Cerebral, Pulmonar, Óssea, Miocárdica, Hepática, Tireóide Sangramento Digestivo Trânsito Gastresofágico Vias biliares

62 ACELERADOR CICLOTRON COMPACTO Dados Típicos Energia Máxima de Aceleração: 11 MeV Consumo de Energia: 35 kw Peso kg Dimensões: 1,5 x1,5x1,7 m 3 Produção de F-18: 2,2 Ci por 60 minutos de irradiação

63 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR CAPTAÇÃO DE IMAGEM

64 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR DIAGNÓSTICO POR IMAGEM

65 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR

66 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR MEDIDORES NUCLEARES Controle de Nível em Indústria de Bebida Controle de Gramatura na Indústria de Papel

67 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR detector detector fonte fonte Medidor de Nível Medidor de Espessura

68 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR CONTROLE DE QUALIDADE : VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS OU RACHADURAS NO CORPO DAS PEÇAS.

69 IRRADIADOR DE IRÍDIO-192 TAMPA TRASEIRA FECHADURA FONTE TAMPA DIANTEIRA EPÓXI SÓLIDOS URÂNIO EXAURIDO TUBO EM S J.O.A; P.B.T; L.A.C.S

70 RADIOGRAFIA INDUSTRIAL RADIOGRAFIA INDUSTRIAL- Aquino, J. O

71 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR IRRADIADOR GAMA PANORÂMICO IRRADIAÇÃO GAMA

72 IRRADIADOR GAMA Esquema de um Irradiador de Alimentos

73 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR ESTERILIZAÇÃO DE : SERINGAS; GAZE; LUVAS CIRÚRGICAS, ETC.

74 PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS Uma parte considerável da produção mundial de alimentos é desperdiçada devido à má conservação durante armazenamento e transporte Há, ainda, os custos sociais e econômicos associados às doenças causadas pela contaminação de alimentos por: bactérias, parasitas, vírus e toxinas. presentes em carnes, leite, ovos e frutos do mar

75 IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS VANTAGENS Inibição do brotamento em bulbos e tubérculos; Retardo da maturação de frutas e legumes; Desinfestação de grãos, cereais, frutas e especiarias; Eliminação de parasitas: cisticercose, triquinose, vermes; Redução da carga microbiana: fungos, bactérias e leveduras; Eliminação de microrganismos patogênicos: salmonella spp e outros; Esterilização.

76 IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS Comparação entre uvas irradiadas (à esquerda) e não irradiadas, após 10 dias

77 IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS Aspecto das mangas, 15 dias após irradiação Aspectos das mangas não Irradiadas, após 8 dias

78 IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS Comparação entre cebolas e batatas irradiadas (à esquerda) e não irradiadas, após muitos meses

79 IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS ALIMENTO CARNE, FRANGO, PEIXE, MARISCO, ALGUNS VEGETAIS, ALIMENTOS PREPARADOS ESPECIARIAS E OUTROS TEMPEROS CARNE, FRANGO, PEIXE MORANGOS E OUTRAS FRUTAS GRÃOS, FRUTAS E VEGETAIS BANANA, ABACATE, MANGA, MAMÃO E OUTRAS FRUTAS NÃO CÍTRICAS CARNE DE PORCO DOSE (Gy) EFEITO ESTERILIZAÇÃO; OS PRODUTOS TRATADOS PODEM SER ARMAZENADOS À TEMPERATURA AMBIENTE REDUZ O NÚMERO DE MICROORGANISMOS E DESTRÓI INSETOS. SUBSTITUI PROD. QUÍMICOS RETARDA A DETERIORAÇÃO. MATA ALGUNS TIPOS DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS (SALMONELA) AUMENTA O TEMPO DE PRATELEIRA, RETARDANDO O APARECIMENTO DE MOFO MATA INSETOS OU EVITA SUA REPRODUÇÃO. SUBSTITUI PARCIALMENTE OS FUMIGANTES RETARDA A MATURAÇÃO INATIVA A TRINCHINELA BATATA, CEBOLA, ALHO INIBE O BROTAMENTO

80 APLICAÇÕES DA ENERGIA NUCLEAR Geração de Energia Elétrica

81 EQUIVALÊNCIA ENTRE FONTES GERADORAS DE ENERGIA 1 grama de madeira = energia para iluminar 1 lâmpada de 100W durante 1 minuto 1 grama de carvão = energia para iluminar 2 lâmpadas de 100W durante 1 minuto 1 grama de U235= energia para iluminar uma cidade de habitantes durante 1 hora

82 COMPARAÇÃO ENTRE AS CAPACIDADES DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR URÂNIO, CARVÃO E ÓLEO

83 USINAS NUCLEARES BRASILEIRAS ELEMENTO ANGRA 1 ANGRA 2 COMBUSTÍVEL Quantidade Varetas Pastilhas 10,5 milhões 17,5 milhões Comprimento 4 m 5 m Peso urânio 411 kg 543 kg Peso-total 600 kg 840 kg

84 ARMAZENAMENTO DE COMBUSTÍVEL IRRADIADO EM ANGRA 1

85 ARMAZENAMENTO INICIAL DE REJEITOS Angra dos Reis

86 ARMAZENAMENTO DE REJEITOS RADIOATIVOS PELA CNEN

87 O PAPEL DA CNEN PREVENÇÃO DE ACIDENTES NORMATIZAÇÃO LICENCIAMENTO FISCALIZAÇÃO TREINAMENTO

88 OBJETIVOS DA SEGURANÇA NUCLEAR Todas as medidas razoavelmente praticáveis devem ser tomadas para prevenir acidentes em instalações e para mitigar suas conseqüências, caso esses acidentes ocorram. Deverão ser assegurados, para todos os possíveis acidentes levados em consideração no projeto da instalação, incluindo aqueles de probabilidade de ocorrência muito baixa, que quaisquer conseqüências radiológicas impliquem em doses de radiação inferiores aos limites prescritos nas diretrizes básicas de proteção radiológica da CNEN.

89 OBJETIVOS DA SEGURANÇA NUCLEAR Deverá ser assegurado que a probabilidade de ocorrência de acidentes com conseqüências radiológicas sérias seja extremamente baixa e não superior a Deverá ser assegurado que em todas as fases operacionais de uma instalação, incluindo a liberação planejada de material radioativo, as doses de radiação sejam mantidas abaixo dos limites prescritos pelas Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica e tão baixas quanto razoavelmente exeqüível.

90 OBJETIVO DA SEGURANÇA : MINIMIZAR RISCOS DE MORTE Exemplo Comparativo de Riscos CAUSA RISCO DE MORTE TODOS OS ACIDENTES x 10-5 ACIDENTES DE CARRO x 10 5 QUEDAS x 10 5 FOGO 1,6-4 x 10 5 AFOGAMENTO 1,1-3,3 x 10 5 ELETROCUSSÃO 5-25 x 10 5 QUEDA DE RAIO 1-5 x 10 5 ACIDENTES NA INDÚSTRIA 10 x 10 5 FUMANTE PASSIVO x 10 5

91 OBJETIVO DA SEGURANÇA : MINIMIZAR RISCOS DE MORTE Atividades Associadas a um Risco de Morte de 1 em 1 milhão Fumar 1,4 cigarros Viver 2 dias em uma cidade poluída 6 minutos de canoagem 1,5 minutos de escalada Viajar 480 km de carro Viajar 1600 km de avião Viver dois meses com um fumante Beber 30 latas de refrigerante diet

92 OBJETIVO DA SEGURANÇA : MINIMIZAR RISCOS DE MORTE Expectativa de Redução de Tempo de Vida Homem solteiro 3500 dias Homem fumante 2250 dias Mulher Solteira 1600 dias Sobrepeso de 30% 1300 dias Trabalho em construção civil 300 dias Acidente de carro 207 dias Acidente em casa 95 dias Trabalho administrativo 30 dias Exame radiológico 6 dias

93 PRINCÍPIOS DE SEGURANÇA NUCLEAR PROTEÇÃO FÍSICA Todas as medidas razoavelmente práticas devem ser tomadas para evitar atos de sabotagem contra materiais nucleares e demais fontes de radiação, bem como impedir sua remoção não autorizada de instalações e de meios de transporte, de modo a prevenir o emprego não autorizado desses materiais e fontes.

94 PRINCÍPIOS DE SEGURANÇA NUCLEAR DEFESA EM PROFUNDIDADE Devem ser implantadas e mantidas barreiras efetivas contra danos nucleares e radiológicos em instalações, de tal forma que a falha de uma dessas barreiras é compensada ou corrigida pela presença de barreiras subseqüentes, de modo a (i) prevenir acidentes que possam causar exposição à radiação; (ii) mitigar suas conseqüências, caso esses acidentes ocorram; e (iii) restaurar as condições de segurança dos materiais nucleares e radioativos, após qualquer acidente, de modo a proteger os indivíduos, a sociedade e o meio ambiente.

95 PRINCÍPIOS DE SEGURANÇA NUCLEAR DEFESA EM PROFUNDIDADE O projeto da instalação deve incluir a aplicação apropriada do princípio de defesa em profundidade, de tal forma que existam diversos níveis de proteção e barreiras múltiplas de engenharia para prevenir a liberação de materiais radioativos e assegurar que falhas ou combinação de falhas que possam levar a conseqüências radiológicas significativas estão associadas a uma probabilidade muito baixa de ocorrência.

96 PRINCÍPIOS DE SEGURANÇA NUCLEAR BOAS PRÁTICAS DE ENGENHARIA Os processos de seleção e escolha do local, projeto, construção, fabricação, montagem, comissionamento, operação, manutenção e descomissionamento de instalações devem estar fundamentados em conceitos bem consolidados de engenharia, os quais devem, conforme aplicável: (i) levar em consideração códigos e regulamentos aprovados ou outros instrumentos apropriadamente documentados; (ii) estar apoiados em características gerenciais e organizacionais confiáveis;

97 PRINCÍPIOS DE SEGURANÇA NUCLEAR BOAS PRÁTICAS DE ENGENHARIA Os processos de seleção e escolha do local, projeto, construção, fabricação, montagem, comissionamento, operação, manutenção e descomissionamento de instalações devem estar fundamentados em conceitos bem consolidados de engenharia, os quais devem, conforme aplicável: (iii) incluir margens de segurança suficientes de modo a assegurar desempenho confiável durante a operação da instalação; e (iv) incorporar os relevantes desenvolvimentos tecnológicos, os resultados de pesquisas relevantes em segurança e as lições advindas da experiência.

98 ACIDENTE DE CHERNOBYL Em Abril de 1986 o reator Chernobyl 4 (Pripyat, USSR) explodiu e pegou fogo, dispersando material radioativo pela atmosfera. 31 pessoas morreram na ocasião, devido ao incêndio e à exposição à radiação.

99 ACIDENTE DE CHERNOBYL

100 ACIDENTE DE CHERNOBYL

101 ACIDENTE DE CHERNOBYL Seqüência de Eventos 1) Teste realizado por ocasião da parada do Reator para manutenção rotineira, com o objetivo de verificar se, durante a parada completa do reator (shutdown), haveria energia suficiente para operar equipamentos de emergência e bombas de resfriamento do núcleo até que o gerador a diesel entrasse em linha. 2) Quando a potência do reator atingiu a metade, o processo de redução de potência não foi mais autorizado em função da demanda de energia. O sistema de resfriamento automático havia sido desligado em função do teste.

102 ACIDENTE DE CHERNOBYL Seqüência de Eventos 3) A redução da potência foi mais tarde autorizada mas, devido a erro operacional, o reator se tornou instável. 4) Os operadores tentaram aumentar a potência manualmente e nesse processo houve um aumento repentino da temperatura que ocasionou o rompimento do elemento combustível provocando a reação deste com vapor d água, causando uma explosão que destruiu o reator.

103 ACIDENTE DE CHERNOBYL Causas do Acidente 1) Falhas no Projeto do Reator RBMK Instabilidade a baixas potências, o que eleva a possibilidade de aumento rápido e descontrolado de potência, devido a excesso de bolsões de vapor e menor Absorção de nêutrons, não havendo dispositivos previstos No projeto para conter a instabilidade.

104 ACIDENTE DE CHERNOBYL Causas do Acidente 2) Violação de Procedimentos Durante a realização do teste, inúmeros procedimentos de segurança foram violados pelos técnicos. Por exemplo: (a) 6-8 barras de controle foram usadas embora o procedimento exigisse um mínimo de 30 para manter o controle da reação nuclear; e (b) o sistema automático de refrigeração do reator foi desligado. 3) Falha de comunicação os testes foram realizados sem comunicação adequada entre o pessoal que realizava o teste e os operadores do reator.

105 ACIDENTE DE GOIÂNIA 1987

106 ACIDENTE DE GOIÂNIA Vista frontal do prédio do Instituto Goiano de Radioterapia

107 ACIDENTE DE GOIÂNIA

108 DADOS GERAIS SOBRE O ACIDENTE E A CIDADE DE GOIÂNIA. GENERAL DATA ABOUT THE ACCIDENT AND THE CITY OF GOIÂNIA Goiânia NÚMERO DE HABITANTES (1987)= POPULATION (1987) = TEMPERATURA MÉDIA = 21.9 C 0 AVERAGE TEMPERATURE=21.9 C 0 ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO =1700 mm/a RAIN FALL =1700 mm/a NÚMERO DE PESSOAS MONITORADAS= NUMBER OF MONITORED PERSONS= NÚMERO DE PESSOAS COM ROUPAS CONTAMINADAS=120 PERSONS WITH CLOTHES CONTAMINATION =120 NÚMERO DE PESSOAS COM CONTAMINAÇÃO INTERNA E EXTERNA=129 PERSONS WITH EXTERNAL/INTERNAL CONTAMINATION=129 ÁREA MONITORADA= 67 Km 2 MONITORED AREA =67 Km 2 NÚMERO DE SÍTIOS CONTAMINADOS =42 SETE FOCOS PRINCIPAIS CONTAMINATED SITES=42 SEVEN MAIN FOCUSES NÚMERO DE MORTES=4 (4 SEMANAS APÓS-DOSES ENTRE 4.5 Gy E 6 Gy) NUMBER OF DEATHS=4 (4 WEEKS LATER-DOSES BETWEEN 4.5 Gy AND 6 Gy) QUANTIDADE DE REJEITO GERADO =3500 m 3 WASTE INVENTORY=3500 m 3

109 Projeção do Crescimento da Energia Nuclear no Mundo (AIEA, 2008)

110 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Em 11 de março de 2011, o pior terremoto da história do Japão causou um tsunami que devastou a costa nordeste do país, principalmente na região de Fukushima, Sendai e Miyagi.

111 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Ao menos pessoas morreram e outras estão desaparecidas desde o terremoto de março, segundo o balanço mais recente da Polícia Nacional japonesa. Outras 250 mil pessoas estão desabrigadas. O terremoto e o tsunami danificaram ainda a usina nuclear de Fukushima Daiichi, causando uma crise nuclear que afetou até a produção de alimentos no país.

112 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI

113 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI

114 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Reator 1: Degradação de parte das varetas combustíveis Reator 2: Degradação de parte das varetas combustíveis. Falhas no vaso de pressão. Reator 3: Degradação de parte das varetas combustíveis. Reator 4: O reator estava desligado quando ocorreu o terremoto, o núcleo estava descarregado e os elementos combustíveis haviam sido removidos para a piscina de armazenamento de combustíveis usados. Ocorreu um incêndio no edifício que contem essa piscina, seguido de explosão.

115 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Reator 5: O reator estava desligado quando ocorreu o terremoto, porém apresentava o núcleo carregado com os elementos combustíveis. Desligamento Seguro. Reator 6: O reator estava desligado quando ocorreu o terremoto, o núcleo estava descarregado e os elementos combustíveis haviam sido removidos para a piscina de armazenamento de combustíveis usados. Desligamento Seguro

116 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação As taxas de dose de radiação gama foram medidas diariamente em dezenas de localidades da região de Fukushima e mostraram tendência de queda, inclusive na área a leste da central. No sábado, dia 9 de abril de 2011, os valores medidos a 30 km da central de Fukushima Dai-ichi situaram-se entre 0,2 e 26 µsv/h.

117 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação Dados de 9 de abril mostraram que, em 19 cidades, as medições indicaram valores abaixo de 0,1 µsv/h. Em outras 7 cidades, houve registro de 0,13 a 0,21 µsv/h. Na cidade Fukushima, a variação foi de 0,42 a 0.50 µsv/h. Os valores normais de radiação de fundo estavam na faixa de 0,05 a 0,10 µsv/h.

118 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação As taxas de dose de radiação gama continuaram sendo medidas diariamente em 47 localidades da região de Fukushima e mostraram tendência de queda, inclusive na área a leste da central. No sábado, dia 9 de abril, os valores medidos a 30 km da central de Fukushima Dai-ichi situaram-se entre 0,2 e 26 µsv/h.

119 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação A TEPCO, empresa que opera as usinas nucelares da Central de Fukushima, divulgou os resultados da monitoração dos trabalhadores envolvidos nas atividades de emergência nas usinas. Os dados referiam- se ao período entre 11 e 30 de março de 2011 e revelaram que 21 trabalhadores foram expostos a doses acima de 100 msv. Desses, dois receberam doses entre 200 e 250 msv, 8 receberam doses entre 150 e 200 msv e os outros 11 registraram doses entre 100 e 150 msv.

120 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação Em 12 de abril, foi detectada deposição de I-131 e de Cs-137 na região de Fukushima I-131 : 1,6 460 Bq/cm 2 Cs-137 : Bq/cm 2 Medidas feitas nesse dia pela AIEA, a 32 km e 62 km da central nuclear, detectaram contaminação beta-gama entre 60 e 170 Bq/cm 2 e as taxas de dose que variaram entre 0,6 e 1,6 µsv/h Pequenas quantidades de Sr-89 e Sr-90 também foram detectadas no solo de vilarejo da localidade de Fukushima.

121 USINA NUCLEAR DE FUKUSHIMA DAIICHI Monitoração da Radiação O trabalho de monitoração de moradores evacuados das localidades próximas à central nuclear de Fukushima mostraram que até 30 de abril de 2011, pessoas haviam sido monitoradas. Embora 102 casos de contaminação em roupas tenham sido registrados, não foram identificados riscos significativos à saúde desses moradores. Radioatividade Total Liberada foi cerca de 1/10 de Chernobyl

122 ESCALA INES 7 Acidente Muito Sério 6 Acidente Sério 5 Acidente com Conseqüências Amplas 4 - Acidente com Conseqüências Locais 3 Incidente Sério 2 Incidente 1 Anomalia 0 - Desvio

123 NÍVEL 1 NÍVEL 2 NÍVEL 3 NÍVEL 4 NÍVEL 5 NÍVEL 6 NÍVEL 7 Anomalia Incidente Incidente Importante Acidente com Conseqüências Locais Acidente com Conseqüências de Maior Alcance Acidente Importante Acidente Grave ESCALA INES Pequenos problemas na segurança, sem impacto para a população ou meio ambiente Exposição de pessoas um pouco superior ao limite anual estabelecido. Exposição de pessoas cerca de 10 vezes superior ao limite anual estabelecido Liberação de pequenas quantidades de materiais radioativos Liberação de maiores quantidades de materiais radioativos Liberação de quantidades significativas de materiais radioativos Liberação de materiais radioativos com efeitos relevantes para a saúde de pessoas e para o meio ambiente.

124 ACIDENTES NUCLEARES ESCALA INES INSTALAÇÃO Chernobyl, 1986 Kyshtym, Russia, 1957 Windscale Pile, UK, 1957 Three Mile Island, USA, 1979 Tokaimura, Japan, 1999 DESCRIÇÃO Widespread health and environmental effects. External release of a significant fraction of reactor core inventory. Significant release of radioactive material to the environment from explosion of a high activity waste tank. Release of radioactive material to the environment following a fire in a reactor core. Severe damage to the reactor core Fatal overexposures of workers following a criticality event at a nuclear facility Saint Laurent des Eaux, France,1980 Fukushima, 2011 Melting of one channel of fuel in the reactor with no release outside the site. A Questão Nuclear no Japão

125 Obrigada