SEMANA DA ENG NUCLEAR - UFRJ V final

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
1895 a 1932
•
1895 - Wilhelm Roentgen - Alemanha – raios-X
•
1896 - Antoine Henri Becquerel - França - a radioatividade.
•
1896 – Alvaro Alvim – França - se especializou em Física Médica. No Brasil,
RJ, foi pioneiro da radiologia e da radioterapia.
•
1902 - Ernest Rutherford e Soddy - teoria decaimento radioativo.
•
1903 - Pierre e Marie Curie – Ra e Po.
•
1905 - Albert Einstein - E = mc2.
•
1911 a 1913 - Victor Hess e Kolhorster – raios côsmicos.
•
1926 – 17 de agosto – visita da Marie e Irene Curie no Instituto
Radium – BH (utilização de agulhas de Ra226, e em Águas da Prata e
de LIndóia (Radônio em água).
•
1932 - Fevereiro - James Chadwick - nêutron.
1933 a 1934
• 1933 - Leo Szilard – prevê reação em cadeia.
• 1934 - Frédéric e Irène Joliot-Curie radioatividade artificial. Enrico Fermi irradia
urânio com nêutrons. Acreditava primeiro
elemento transurânico. Produzira entretanto a
primeira fissão nuclear induzida.
• 1934 – Início das pesquisas no Brasil – USP –
Prof. Gleb Wataghin em Raios cósmicos
Gleb Wataghin
A bordo de um avião cedido pela FAB
realizou medidas sobre os raios cósmicos
1933 a 1939
FISSÃO
• 1938 - 22 de dezembro - Otto Hahn carta para Lise
Meitner com resultados experimentais - interpretados
por Meitner e Otto Frisch como a fissão nuclear.
• 1939 - 06 de janeiro - Hahn e Fritz Strassmann publicam
os resultados da descoberta da fissão.
Fim da época de troca livre de
informações.
1941 a 1943
1941 - 23 de fevereiro - Glenn Seaborg - plutônio.
5 de dezembro – calutron – Y12 – Oak Ridge
06 de dezembro - Roosevelt autoriza o Projeto Manhattan.
1942 - 05 de novembro - Construção de usina de enriquecimento de
urânio em Oak Ridge - Tennessee.
1942 – 2 de dezembro - Fermi – comprovação do controle de reação
em cadeia – Universidade de Chicago.
1943 - K-25 – enriquecimento de urânio – início junho de 1943
operação no começo de 1945 - empregou 12.000 trabalhadores
1943 - janeiro - Construção de reatores em Hanford, Washington,
para produzir Pu – critico em 1944.
1945 a 1946
1945 - 16 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.
1946 - 14 de junho – Plano Bernard Baruch - Tratado visando a
internacionalização das reservas de urânio no mundo.
1946 a 1949
•1946 - 25 de dezembro - a União Soviética atinge sua primeira
reação nuclear em cadeia nuclear em Moscou.
• 1947 - agosto - o Reino Unido constrói o seu primeiro reator
nuclear.
• 1947 – criação da Comissão de Fiscalização de Minerais
Estratégicos – controle das exportações de monazita – MG
e MRE
1950 a 1952
• 1950 - Marcello Damy - Bétatron da USP primeiro acelerador a funcionar na
América Latina ( Oscar Salas).
• 1951 – criação do CNPq (com atribuições
de controle das reservas de urânio e
tório).
1952 a 1954
•
1952 – 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.
•
1954 – aquisição de três ultracentrifugas para o enriquecimento de urânio.
Interceptadas pelo Alto Comissariado do Pós Guerra antes
do
embarque para o Brasil.
•
1945 – 1955 - 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.
•
1954 – 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.
1955 a 1957
• 1956 – 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)
• 1957 - 29 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.
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 1955.
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.
Purificação do urânio – no Brasil
Fausto Walter de Lima e Alcídio Abrão, em 1960,
quando se iniciavam os processos de purificação do urânio.
1957 a 1958
• 1957 – IPR (CDTN)– Belo Horizonte (no campus da
UFMG)- mark-triga – General Atomic.
• 1957- dezembro – primeiro reator para produção de
energia elétrica nos EUA – PWR (68 MWe)
• 1958 - Novembro de 1958 a Setembro de 1961 - 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.
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
1958 a 1962
•
1956 – 10 de outubro - CNEN – Criação da Comissão Nacional de Energia
Nuclear, absorvendo todas as responsabilidades do setor nuclear
subordinada diretamente à Presidência da República.
•
1959 - Projeto Mambucaba – (projeto para construção de uma usina de
geração nucleo-elétrica).
•
1960 - 13 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.
•
1962 – IEN - Instituto de Energia Nuclear UFRJ - Reator ARGONAUTA –
operação 1965.
1960 a 1966
1964 - 16 de outubro - China explode primeira bomba atômica em Lop Nur.
(urânio 235 implosão chamado "596" com 22 quilotons).
1965 a 1970 – IPR - desenvolvimento de um reator de pesquisa que
usasse urânio enriquecido – a água pesada e tório - atividades
encerradas em 1975.
1967 a 1972
• 1967 - 14 de fevereiro - Tratado de Tlatelolco - cria uma zona na
América Latina livre de armas nucleares.
• 1968 - 01 de julho - Tratado de Não Proliferação abertura para
assinaturas – o Brasil assinou o tratado em 1998.
• 1970 – 05 de março - Tratado de Não Proliferação – entra em vigor
•
• 1972 – 21 de março – IRD – nova sede – RJ
1969 a 1984
•
1969 – 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.
•
1984 – 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.
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
1967 a 1972
•
1967 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).
1974 a 1975
•
1974 – procura de parceiros para acordo amplo envolvendo o
ciclo do combustível.
•
1975 - 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.
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 UO2 e de UF4,
e a produção de radioisópos para aplicação na
medicina, indústria e agricultura;
– a autonomia na prospecção de urânio.
1975 – 1985 - PRONUCLEAR
1978 a 1988
•
1978 – Decisão brasileira de produzir UF6 com tecnologia nacional.
•
1979 – Início do Programa Autônomo de Tecnologia Nuclear.
•
1979 - 28 de Março - Usina Nuclear de Three Mile Island, perto de
Harrisburg, Pennsylvania, sofre uma fusão parcial do núcleo.
•
1981 - 07 junho - Aeronaves israelense destroem o reator iraquiano de
Osirak.
•
1986 - Abril - Chernobyl - fusão de reator nuclear na União Soviética.
1970 a 1989
• 1987 - setembro - José Sarney anunciou o domínio do
enriquecimento do urânio, por pesquisadores do
Programa Autônomo de Tecnologia Nuclear - PATN.
• 1987 – setembro – acidente com Cs137 em Goiania,
• 1988 – Reformulação da estrutura de execução do
Programa Nuclear Brasileiro (incorpora as atividades
do PATN com as de responsabilidade da extinta
Nuclebrás).
• 1988 – 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).
Sistema de Teste do Secundário
Reator IPEN – MB 01
Iniciado em 1983 e
concluído em Julho de 1988.
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.
1995 a 1996
1995 - Criação do Distrito de Recife da Comissão Nacional de
Energia Nuclear - DIREC/CRCN
1996 – 14 de junho - CRCN, viabilizado por convêncio entre CNEN,
FUNDACENTRO e Universidade Federal de Pernambuco –
UFPE.
1997 - 2011
•
1997, o CRCN-CO - tem como objetivo abrigar e monitorar os
depósitos definitivos de rejeitos oriundos do acidente radiológico de
Goiânia (setembro de 1987).
•
2009 - Retomada da construção de ANGRA III
•
2011 – Acidente Fukushima ( 03 de abril ) – impacto nos programas
enérgéticos.
CONSUMO DE ENERGIA
DEMOGRÁFICO
CONSUMO PERCAPITA DE ENERGIA PRIMÁRIA
DIFERENTES PAÍSES DO MUNDO - 2010
FONTE: BP – 2011
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
2007
54
93
61
% de Energia Primária
Consumida
2007
57,71
38,88
3,41
% da População
2008
14,57
69,47
15,96
% do PIB Mundial
2008
71,88
27,81
0,93
% da Energia Elétrica
na Energia Primária
2007
54,67
43,83
1,7
Alta Renda (> U$ 11.906) ; U$ 976< Média Renda <U$ 11905 ; Baixa Renda (<U$975) (Fonte: WDI 2010)
L
E
N
H
A
VIDA DAS RESERVAS CONHECIDAS DE COMBUTÍVEIS FÓSSEIS
FONTE: IEA – 2010
POR REGIÃO - 2010
L
E
N
H
A
GERAÇÃO DE ELETRICIDADE POR TIPO DE COMBUSTÍVEL
FONTE: IEA - 2010
MUNDO - (2008-2015)
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.
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.
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.
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.
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