História da Engenharia Nuclear no Brasil

Transcrição

1 Primeira Semana de Engenharia Nuclear da UFRJ História da Engenharia Nuclear no Brasil Rex Nazaré Alves COPPE, 17 de agosto de 2011 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA DCT/EB FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

2 1895 a Wilhelm Roentgen - Alemanha raios-x Antoine Henri Becquerel - França - a radioatividade Alvaro Alvim França - se especializou em Física Médica. No Brasil, RJ, foi pioneiro da radiologia e da radioterapia Ernest Rutherford e Soddy - teoria decaimento radioativo Pierre e Marie Curie Ra e Po Albert Einstein - E = mc a Victor Hess e Kolhorster raios côsmicos de agosto visita da Marie e Irene Curie no Instituto Radium BH (utilização de agulhas de Ra 226, e em Águas da Prata e de LIndóia (Radônio em água) Fevereiro - James Chadwick - nêutron.

3 1933 a Leo Szilard prevê reação em cadeia Frédéric e Irène Joliot-Curie - radioatividade artificial. Enrico Fermi irradia urânio com nêutrons. Acreditava primeiro elemento transurânico. Produzira entretanto a primeira fissão nuclear induzida Início das pesquisas no Brasil USP Prof. Gleb Wataghin em Raios cósmicos

4 Gleb Wataghin A bordo de um avião cedido pela FAB realizou medidas sobre os raios cósmicos

5 1933 a 1939 FISSÃO de dezembro - Otto Hahn carta para Lise Meitner com resultados experimentais - interpretados por Meitner e Otto Frisch como a fissão nuclear de janeiro - Hahn e Fritz Strassmann publicam os resultados da descoberta da fissão. Fim da época de troca livre de informações.

6 1941 a de fevereiro - Glenn Seaborg - plutônio. 5 de dezembro calutron Y12 Oak Ridge 06 de dezembro - Roosevelt autoriza o Projeto Manhattan de novembro - Construção de usina de enriquecimento de urânio em Oak Ridge - Tennessee de dezembro - Fermi comprovação do controle de reação em cadeia Universidade de Chicago K-25 enriquecimento de urânio início junho de 1943 operação no começo de empregou trabalhadores janeiro - Construção de reatores em Hanford, Washington, para produzir Pu critico em 1944.

7 1945 a de julho - E.U.A - teste de Trinity explode a primeira bomba atômica de plutônio em Alamogordo - Novo México. 06 de agosto - Little Boy, bomba de urânio, lançada sobre Hiroshima, no Japão. 09 de agosto - Fat Man, bomba de plutônio, lançada sobre Nagasaki Japão de junho Plano Bernard Baruch - Tratado visando a internacionalização das reservas de urânio no mundo.

8 1946 a de dezembro - a União Soviética atinge sua primeira reação nuclear em cadeia nuclear em Moscou agosto - o Reino Unido constrói o seu primeiro reator nuclear criação da Comissão de Fiscalização de Minerais Estratégicos controle das exportações de monazita MG e MRE

9 1950 a Marcello Damy - Bétatron da USP - primeiro acelerador a funcionar na América Latina ( Oscar Salas) criação do CNPq (com atribuições de controle das reservas de urânio e tório).

10 1952 a criação da Comissão de Exportação de Materiais Estratégicos - com participação dos ministérios Ministério das Relações Exteriores e da Fazenda, da Agricultura, das Forças Armadas, do CNPq e da Cacex aquisição de três ultracentrifugas para o enriquecimento de urânio. Interceptadas pelo Alto Comissariado do Pós Guerra antes do embarque para o Brasil acordos com os EUA: de Cooperação para o Desenvolvimento de Energia Atômica com Fins Pacíficos ( Brasil arrendaria dos EUA até seis quilos de urânio enriquecido a 20% para reatores de pesquisa - EUA). Programa para Pesquisa de Urânio no Brasil julho primeira usina nuclear de geração de energia elétrica para fins civis Obminsk (5MWe 30 MWth) RBMK urânio natural - moderado a grafite refrigerado a água leve.

11 1955 a Criação do IEA (Instituto de Energia Atômica) na USP - que foi transformado no IPEN (Instituto de Pesquisas Energética e Nucleares) - Primeiro reator de pesquisa no Brasil (IEA-R1) de julho - Nações Unidas criação da International Atomic Energy Agency. A agência inspeciona atividades e instalações nucleares para garantir que elas estão sendo utilizados para fins pacíficos.

12 Reator Nuclear de Pesquisa IEA-R1 Assinatura do contrato para aquisição do Reator Nuclear de Pesquisa IEA-R1 pela Comissão De Energia Atômica do CNPq, em O Prof. Dr. Marcello Damy de Souza Santos, foi o responsável pela construção. Juscelino Kubitschek inaugura o Reator Nuclear IEA-R1, em 25 de janeiro de 1958, sob o olhar do então Governador do Estado, Jânio Quadros e do Diretor do Instituto, Dr. Marcello Damy de Souza Santos.

13 Purificação do urânio no Brasil Fausto Walter de Lima e Alcídio Abrão, em 1960, quando se iniciavam os processos de purificação do urânio.

14 1957 a IPR (CDTN) Belo Horizonte (no campus da UFMG)- mark-triga General Atomic dezembro primeiro reator para produção de energia elétrica nos EUA PWR (68 MWe) Novembro de 1958 a Setembro de E.U., Reino Unido, URSS - moratória informal sobre os ensaios nucleares. 09 de junho - primeiro submarino nuclear Polaris E.U. capazes de lançar mísseis balísticos.

15 Reator de pesquisa, do tipo TRIGA MARK I - IPR Meados de 1952, junto à Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais era criado o Instituto de Pesquisas Radioativas IPR hoje CDTN 1958, um reator de pesquisa, do tipo TRIGA MARK I, fabricado pela General Atomic, divisão da General Dynamics Corporation

16 1958 a de outubro - CNEN Criação da Comissão Nacional de Energia Nuclear, absorvendo todas as responsabilidades do setor nuclear subordinada diretamente à Presidência da República Projeto Mambucaba (projeto para construção de uma usina de geração nucleo-elétrica) fevereiro - primeiro teste nuclear francês em Reganne, Argélia, deserto do Sahara. (60-70 kilotons). 07 janeiro - Polaris E.U - primeiro míssil balístico capaz de ser lançado de submarino nuclear IEN - Instituto de Energia Nuclear UFRJ - Reator ARGONAUTA operação 1965.

17 1960 a de outubro - China explode primeira bomba atômica em Lop Nur. (urânio 235 implosão chamado "596" com 22 quilotons) a 1970 IPR - desenvolvimento de um reator de pesquisa que usasse urânio enriquecido a água pesada e tório - atividades encerradas em 1975.

18 1967 a de fevereiro - Tratado de Tlatelolco - cria uma zona na América Latina livre de armas nucleares de julho - Tratado de Não Proliferação abertura para assinaturas o Brasil assinou o tratado em de março - Tratado de Não Proliferação entra em vigor de março IRD nova sede RJ

19 1969 a Costa e Silva: Estudo sobre o setor energético brasileiro: Decisão para a construção da usina nuclear; Aberta a concorrência para a compra do reator; Acordo sem transferência de tecnologia Westinghouse Reator do tipo PWR Angra I: Primeira criticalidade em 1982; Integração com a rede 2 anos depois Angra II: Parceria Brasil Alemanha. Primeira criticalidade em 1999; Integração com a rede 2 anos depois.

20 Constituição (1988) - Angra 3 Constituição: Uso da energia nuclear para fins pacíficos (art. 21 XXIII a) Angra III 70% dos aparelhos estocados Previsões de distribuição Construção de novas usinas Contratos Aspectos ambientais - aquecimento global Indústria de equipamentos nucleares Viabilização do ciclo do combustível nuclear

21 1967 a a CNEN - vinculada ao Ministério das Minas e Energia, Construção da primeira central de geração de energia nuclear. Lugar escolhido é Angra dos Reis, principalmente pela proximidade com os grandes centros do sudeste. Concorrência internacional é aberta, em 1970, para a compra do reator de Angra 1 - vencida pela norte-americana Westinghouse, subsidiária da General Electric. Angra1 é um PWR (Reator de Água Pressurizada). Contrato do tipo caixa-preta. Em 1972 o Brasil assina um novo acordo com os EUA - urânio enriquecido para 30 anos).

22 1974 a procura de parceiros para acordo amplo envolvendo o ciclo do combustível assinado o Acordo Brasil-República Federal da Alemanha 1978 non proliferation act - Carter dificuldades financeiras enfrentadas pelo Brasil na década de 1980, inviabilizaram a continuidade como prevista. As empresas criadas quando do acordo com a Alemanha (Nuclebrás e suas subsidiárias) não alcançaram êxito.

23 1956 a 1979 Neste período ocorreu: a criação de cursos de especialização de engenharia nuclear; a especialização de profissionais nos institutos de pesquisa do País e no exterior; o desenvolvimento de tecnologias para purificação de urânio, produção de UO 2 e de UF 4, e a produção de radioisópos para aplicação na medicina, indústria e agricultura; a autonomia na prospecção de urânio PRONUCLEAR

24 1978 a Decisão brasileira de produzir UF 6 com tecnologia nacional Início do Programa Autônomo de Tecnologia Nuclear de Março - Usina Nuclear de Three Mile Island, perto de Harrisburg, Pennsylvania, sofre uma fusão parcial do núcleo junho - Aeronaves israelense destroem o reator iraquiano de Osirak Abril - Chernobyl - fusão de reator nuclear na União Soviética.

25 1970 a setembro - José Sarney anunciou o domínio do enriquecimento do urânio, por pesquisadores do Programa Autônomo de Tecnologia Nuclear - PATN setembro acidente com Cs 137 em Goiania, 1988 Reformulação da estrutura de execução do Programa Nuclear Brasileiro (incorpora as atividades do PATN com as de responsabilidade da extinta Nuclebrás) O controle de Angra 1 e do canteiro de obras de Angra 2 e 3 foi transferido para a Eletrobrás (com a criação da Eletronuclear como conseqüência).

26 Sistema de Teste do Secundário

27 Reator IPEN MB 01 Iniciado em 1983 e concluído em Julho de Licença em 19 de Outubro de 1988, para a sua operação inicial. Possui a forma de paralelepípedo com dimensões ativas de 39x42x54,6 cm, sendo constituído de um arranjo de 28x26 varetas combustíveis e 48 tubos guias( para varetas de controle/segurança), Total de 680 varetas.

28 1995 a Criação do Distrito de Recife da Comissão Nacional de Energia Nuclear - DIREC/CRCN de junho - CRCN, viabilizado por convêncio entre CNEN, FUNDACENTRO e Universidade Federal de Pernambuco UFPE.

29 , o CRCN-CO - tem como objetivo abrigar e monitorar os depósitos definitivos de rejeitos oriundos do acidente radiológico de Goiânia (setembro de 1987) Retomada da construção de ANGRA III 2011 Acidente Fukushima ( 03 de abril ) impacto nos programas enérgéticos.

30 CONSUMO DE ENERGIA DEMOGRÁFICO

31 CONSUMO PERCAPITA DE ENERGIA PRIMÁRIA DIFERENTES PAÍSES DO MUNDO FONTE: BP 2011

32 DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA PRIMÁRIA E ELÉTRICA POR GRUPO DE PAÍSES CLASSIFICADOS POR FAIXA DE RENDA Classes de Renda Ano Alta Renda Média Renda Baixa Renda Número de Países % de Energia Primária Consumida ,71 38,88 3,41 % da População ,57 69,47 15,96 % do PIB Mundial ,88 27,81 0,93 % da Energia Elétrica na Energia Primária ,67 43,83 1,7 Alta Renda (> U$ ) ; U$ 976< Média Renda <U$ ; Baixa Renda (<U$975) (Fonte: WDI 2010)

33 L E N H A VIDA DAS RESERVAS CONHECIDAS DE COMBUTÍVEIS FÓSSEIS POR REGIÃO FONTE: IEA 2010

34 L E N H A GERAÇÃO DE ELETRICIDADE POR TIPO DE COMBUSTÍVEL MUNDO - ( ) FONTE: IEA

35 CONCLUSÕES - Energia é um elemento essencial para o atendimento dos interesses nacionais. - A implementação de novas soluções, na geração e para o consumo, demanda tempo e investimentos. - A correção de erros cometidos não é imediata. - As variáveis de consumo e de oferta são influenciadas por vários outros setores não energéticos. - O processo decisório deve ter participação de todos os setores envolvidos, na geração e no consumo.

36 CONCLUSÕES - Os efeitos das mudanças tecnológicas no consumo de fontes energéticas são lentos e dependem de incentivos e credibilidade do fornecedor e do usuário. - Não é esperada uma considerável mudança das fontes geradoras de grande porte (petróleo, gás, carvão, hidro e nuclear) em uso nos próximos 20 anos.

37 CONCLUSÕES - A estimativa da AIE indica que pode ocorrer um aumento das reservas recuperáveis de óleo e gás se ocorrer: novas descobertas de reservas; novas tecnologias para aumentar a taxa de recuperação; um aumento de preço que justifique os custos envolvidos.

38 CONCLUSÕES - Há indicação de que nos próximos 25 anos sejam incluídos na produção de combustíveis fontes não convencionais. - Consideram-se fontes convencionais: óleos ultra-pesados; carvão gaseificado; xisto; biocombustíveis; e hidrogênio.

39 CONCLUSÕES ENERGIA: COMPROMISSO DA GERAÇÃO ATUAL COM AS GERAÇÕES FUTURAS. AUTONOMIA COMO FATOR ESSENCIAL À INDEPENDÊNCIA. INDEPENDÊNCIA NO COMBUSTÍVEL E NA TECNOLOGIA. DIVERSIFICAÇÃO DAS FONTES. INDISPENSÁVEL RECURSOS HUMANOS QUALIFICADOS