14 Vantagens e Desvantagens da Energia Nuclear - Ciência - 2023

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As vantagens e desvantagens da energia nuclear eles são um debate bastante comum na sociedade de hoje, que está claramente dividida em dois campos. Alguns argumentam que é uma energia confiável e barata, enquanto outros alertam para os desastres que podem causar seu uso indevido.

A energia nuclear ou atômica é obtida por meio do processo de fissão nuclear, que consiste em bombardear um átomo de urânio com nêutrons para que ele se divida em dois, liberando grandes quantidades de calor que são então utilizadas para gerar eletricidade.

A primeira usina nuclear foi inaugurada em 1956 no Reino Unido. Segundo Castells (2012), em 2000 existiam 487 reatores nucleares que produziam um quarto da eletricidade mundial. Atualmente seis países (EUA, França, Japão, Alemanha, Rússia e Coréia do Sul) concentram quase 75% da produção de eletricidade nuclear (Fernández e González, 2015).


Muitas pessoas pensam que a energia atômica é muito perigosa graças a acidentes famosos como Chernobyl ou Fukushima. No entanto, há quem considere este tipo de energia como "limpa" porque tem poucas emissões de gases com efeito de estufa.

Vantagem

Alta densidade de energia

O urânio é o elemento comumente usado em usinas nucleares para produzir eletricidade. Ele tem a propriedade de armazenar grandes quantidades de energia.

Apenas um grama de urânio equivale a 18 litros de gasolina, e um quilo produz aproximadamente a mesma energia que 100 toneladas de carvão (Castells, 2012).

Mais barato que combustíveis fósseis

Em princípio, o custo do urânio parece ser muito mais caro do que o do petróleo ou da gasolina, mas se levarmos em conta que apenas pequenas quantidades desse elemento são necessárias para gerar quantidades significativas de energia, no final o custo torna-se ainda menor que a dos combustíveis fósseis.


Disponibilidade

Uma usina nuclear tem a capacidade de operar o tempo todo, 24 horas por dia, 365 dias por ano, para fornecer eletricidade a uma cidade; Isso se deve ao fato de que o período de reabastecimento de combustível é anual ou 6 meses dependendo da planta.

Outros tipos de energia dependem de um fornecimento constante de combustível (como usinas movidas a carvão) ou são intermitentes e limitados pelo clima (como fontes renováveis).

Emite menos gases de efeito estufa do que os combustíveis fósseis

A energia atômica pode ajudar os governos a cumprir seus compromissos de redução de emissões de GEE. O processo de operação da usina nuclear não emite gases de efeito estufa por não necessitar de combustíveis fósseis.


Porém, as emissões que ocorrem ocorrem ao longo do ciclo de vida da planta; construção, operação, extração e moagem de urânio e desmontagem da usina nuclear. (Sovacool, 2008).

Dos estudos mais importantes que foram feitos para estimar a quantidade de CO2 liberado pela atividade nuclear, o valor médio é de 66 g de CO2e / kWh. Que é um valor de emissão mais alto do que outros recursos renováveis, mas ainda é menor do que as emissões geradas por combustíveis fósseis (Sovacool, 2008).

Pouco espaço necessário

Uma usina nuclear requer pouco espaço em comparação com outros tipos de atividades de energia; requer apenas uma área relativamente pequena para a instalação do reitor e torres de resfriamento.

Ao contrário, as atividades de energia eólica e solar exigiriam grandes áreas para produzir a mesma energia que uma usina nuclear ao longo de sua vida útil.

Gera pouco desperdício

Os resíduos gerados por uma usina nuclear são extremamente perigosos e prejudiciais ao meio ambiente. Porém, a quantidade destes é relativamente pequena se compararmos com outras atividades, e se forem utilizadas medidas de segurança adequadas, podem permanecer isolados do ambiente sem representar qualquer risco.

Tecnologia ainda em desenvolvimento

Ainda existem muitos problemas a serem resolvidos no que diz respeito à energia atômica. Porém, além da fissão, existe um outro processo denominado fusão nuclear, que consiste em juntar dois átomos simples para formar um átomo pesado.

O desenvolvimento da fusão nuclear, visa utilizar dois átomos de hidrogênio para produzir um de hélio e gerar energia, essa é a mesma reação que ocorre no sol.

Para que a fusão nuclear ocorra, são necessárias temperaturas muito altas e um potente sistema de resfriamento, o que coloca sérias dificuldades técnicas e, portanto, ainda está em fase de desenvolvimento.

Se implementado, implicaria em uma fonte mais limpa, uma vez que não produziria rejeitos radioativos e também geraria muito mais energia do que a produzida atualmente pela fissão do urânio.

Desvantagens

O urânio é um recurso não renovável

Dados históricos de muitos países mostram que, em média, não mais do que 50-70% do urânio poderia ser extraído em uma mina, uma vez que concentrações de urânio menores que 0,01% não são mais viáveis, pois requer o processamento de uma quantidade maior de rochas e a energia utilizada é maior do que a planta poderia gerar. Além disso, a mineração de urânio tem uma meia-vida de extração de depósito de 10 ± 2 anos (Dittmar, 2013).

Dittmar propôs um modelo em 2013 para todas as minas de urânio existentes e planejadas até 2030, em que um pico global de mineração de urânio de 58 ± 4 kton é obtido por volta do ano 2015 para posteriormente ser reduzido a um máximo de 54 ± 5 ​​kton até 2025 e, no máximo, 41 ± 5 kton por volta de 2030.

Este montante não será mais suficiente para abastecer as usinas nucleares existentes e planejadas nos próximos 10-20 anos (Figura 1).

Não pode substituir os combustíveis fósseis

A energia nuclear por si só não representa uma alternativa aos combustíveis baseados em petróleo, gás e carvão, já que 10.000 usinas nucleares seriam necessárias para substituir os 10 terawatts que são gerados no mundo a partir de combustíveis fósseis. A título de dado, no mundo existem apenas 486.

É preciso muito investimento de dinheiro e tempo para construir uma usina nuclear, eles normalmente levam mais de 5 a 10 anos do início da construção ao comissionamento, e atrasos são muito comuns em todas as novas usinas (Zimmerman , 1982).

Além disso, o período de operação é relativamente curto, cerca de 30 ou 40 anos, e é necessário um investimento extra para a desmontagem da planta.

Depende de combustíveis fósseis

Os processos relacionados à energia nuclear dependem de combustíveis fósseis. O ciclo do combustível nuclear não envolve apenas o processo de geração de energia na usina, mas também consiste em uma série de atividades que vão desde a exploração e aproveitamento de minas de urânio até o descomissionamento e desmontagem da usina nuclear.

A mineração de urânio é ruim para o meio ambiente

A mineração de urânio é uma atividade muito prejudicial ao meio ambiente, pois para obter 1 kg de urânio é necessário retirar mais de 190.000 kg de terra (Fernández e González, 2015).

Nos Estados Unidos, os recursos de urânio em depósitos convencionais, onde o urânio é o principal produto, são estimados em 1.600.000 toneladas de substrato, dos quais 250.000 toneladas de urânio podem ser recuperadas (Theobald, et al. 1972)

O urânio é extraído na superfície ou no subsolo, triturado e depois lixiviado em ácido sulfúrico (Fthenakis e Kim, 2007). O lixo gerado contamina o solo e a água do local com elementos radioativos e contribui para a deterioração do meio ambiente.

O urânio acarreta riscos significativos para a saúde dos trabalhadores que se dedicam à sua extração. Samet e outros concluíram em 1984 que a mineração de urânio é um fator de risco maior para o desenvolvimento de câncer de pulmão do que o tabagismo.

Resíduos muito persistentes

Quando uma usina encerra suas operações, é necessário iniciar o processo de descomissionamento para garantir que os usos futuros do solo não apresentem riscos radiológicos à população ou ao meio ambiente.

O processo de desmontagem consiste em três níveis e um período de cerca de 110 anos é necessário para que o terreno esteja livre de contaminação. (Dorado, 2008).

Atualmente existem cerca de 140.000 toneladas de rejeitos radioativos sem qualquer tipo de vigilância que foram despejados entre 1949 e 1982 na Trincheira do Atlântico, pelo Reino Unido, Bélgica, Holanda, França, Suíça, Suécia, Alemanha e Itália (Reinero, 2013, Fernández e González, 2015). Levando em consideração que a vida útil do urânio é de milhares de anos, isso representa um risco para as gerações futuras.

Desastres nucleares

As usinas nucleares são construídas com rígidos padrões de segurança e suas paredes são de concreto com vários metros de espessura para isolar o material radioativo de fora.

No entanto, não é possível afirmar que são 100% seguros. Ao longo dos anos, ocorreram diversos acidentes que, até o momento, implicam que a energia atômica representa um risco para a saúde e segurança da população.

Em 11 de março de 2011, um terremoto atingiu o 9º na escala Richter na costa leste do Japão, causando um tsunami devastador. Isso causou grandes danos à usina nuclear Fukushima-Daiichi, cujos reatores foram seriamente afetados.

As explosões subsequentes dentro dos reatores liberaram produtos da fissão (radionuclídeos) na atmosfera. Os radionuclídeos rapidamente se ligaram aos aerossóis atmosféricos (Gaffney et al., 2004), e posteriormente percorreram grandes distâncias ao redor do mundo ao lado de massas de ar devido à grande circulação da atmosfera. (Lozano, et al. 2011).

Além disso, uma grande quantidade de material radioativo foi derramado no oceano e, até hoje, a planta de Fukushima continua liberando água contaminada (300 t / d) (Fernández e González, 2015).

O acidente de Chernobyl ocorreu em 26 de abril de 1986, durante uma avaliação do sistema de controle elétrico da usina. A catástrofe expôs 30.000 pessoas que viviam perto do reator a cerca de 45 rem de radiação cada, aproximadamente o mesmo nível de radiação experimentado pelos sobreviventes da bomba de Hiroshima (Zehner, 2012).

Durante o período inicial após o acidente, os isótopos biologicamente mais significativos liberados foram os iodos radioativos, principalmente iodo 131 e outros iodetos de vida curta (132, 133).

A absorção de iodo radioativo pela ingestão de alimentos e água contaminados e pela inalação resultou em exposição interna grave da glândula tireóide das pessoas.

Durante os 4 anos após o acidente, exames médicos detectaram mudanças substanciais no estado funcional da tireoide em crianças expostas, especialmente aquelas com menos de 7 anos de idade (Nikiforov e Gnepp, 1994).

Usos de guerra

Segundo Fernández e González (2015), é muito difícil separar o civil da indústria nuclear militar, uma vez que os resíduos das usinas nucleares, como plutônio e urânio empobrecido, são matéria-prima na fabricação de armas nucleares. Plutônio é a base para bombas atômicas, enquanto urânio é usado em projéteis.

O crescimento da energia nuclear aumentou a capacidade das nações de obter urânio para armas nucleares. É bem sabido que um dos fatores que leva vários países sem programas de energia nuclear a manifestar interesse por essa energia é a base de que tais programas poderiam ajudá-los a desenvolver armas nucleares. (Jacobson e Delucchi, 2011).

Um aumento global em grande escala nas instalações de energia nuclear pode colocar o mundo em risco de uma potencial guerra nuclear ou ataque terrorista. Até o momento, o desenvolvimento ou tentativa de desenvolvimento de armas nucleares em países como Índia, Iraque e Coréia do Norte tem sido conduzido em segredo em instalações de energia nuclear (Jacobson e Delucchi, 2011).

Referências

  1. Castells X. E. (2012) Reciclagem de resíduos industriais: resíduos sólidos urbanos e lamas de esgoto. Edições Díaz de Santos p. 1320.
  2. Dittmar, M. (2013). O fim do urânio barato. Science of the Total Environment, 461, 792-798.
  3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). Na espiral de energia. Volume II: Colapso do capitalismo global e civilizador.
  4. Fthenakis, V. M., & Kim, H. C. (2007). Emissões de gases de efeito estufa da energia solar elétrica e nuclear: um estudo de ciclo de vida. Energy Policy, 35 (4), 2549-2557.
  5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. A. (2011). Fornecendo toda a energia global com energia eólica, hídrica e solar, Parte I: Tecnologias, recursos energéticos, quantidades e áreas de infraestrutura e materiais. Política de energia, 39 (3), 1154-1169.
  6. Lozano, R. L., Hernández-Ceballos, M. A., Adame, J. A., Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, E. G., & Bolívar, J. P. (2011). Impacto radioativo do acidente de Fukushima na Península Ibérica: evolução e trajetória anterior da pluma. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
  7. Nikiforov, Y., & Gnepp, D. R. (1994). Câncer pediátrico da tireoide após o desastre de Chernobyl. Estudo patomorfológico de 84 casos (1991–1992) da República da Bielo-Rússia. Cancer, 74 (2), 748-766.
  8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Desmontagem e Encerramento de Centrais Nucleares. Conselho de Segurança Nuclear. SDB-01.05. Pág. 37
  9. Samet, J. M., Kutvirt, D. M., Waxweiler, R. J., & Key, C. R. (1984). Mineração de urânio e câncer de pulmão em homens Navajo. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
  10. Sovacool, B. K. (2008). Valorizando as emissões de gases de efeito estufa da energia nuclear: Um levantamento crítico. Energy Policy, 36 (8), 2950-2963.
  11. Theobald, P. K., Schweinfurth, S. P., & Duncan, D. C. (1972). Recursos energéticos dos Estados Unidos (nº CIRC-650). Pesquisa Geológica, Washington, DC (EUA).
  12. Zehner, O. (2012). O futuro incerto da energia nuclear. The Futurist, 46, 17-21.
  13. Zimmerman, M. B. (1982). Efeitos de aprendizagem e a comercialização de novas tecnologias de energia: O caso da energia nuclear. The Bell Journal of Economics, 297-310.