Por que um reator nuclear nunca vai explodir?

Publicado em 21.03.2011

Sim, o Japão ainda sofre problemas com os reatores nucleares de uma usina após o grave terremoto desse mês. O país continua lutando com falha do equipamento e a liberação maciça de radiação que poderia chegar a níveis de Chernobyl.

Porém, se isso serve de algum modo de consolo, pelo menos podemos tranquilizar os japoneses de que uma explosão nuclear é completamente impossível.

Antes de mais nada, vamos entender um pouco sobre reatores. Ambos reatores nucleares e armas nucleares dependem de reações em cadeia. Essas reações exigem a presença de materiais nucleares, que são todos isótopos atômicos que podem, quando submetidos a uma determinada reação nuclear, criar as matérias-primas necessárias para a mesma reação se repetir.

Há somente um isótopo natural físsil útil para a energia nuclear, o urânio-235. Todos os outros isótopos físseis, como isótopos de plutônio, têm de ser artificialmente criados a partir de isótopos naturais.

E como funciona essa reação em cadeia? Vamos considerar uma que envolve o urânio-235, que é a reação em cadeia usada em reatores nucleares e muitas armas nucleares. Um nêutron livre atinge uma baixa movimentação de isótopos de urânio-235 e é absorvido nela. A fissão de urânio se tornará dois isótopos mais ágeis e leves, normalmente criptônio-92 e bário-141, assim como radiação gama. O reator nuclear é, então, capaz de absorver essa energia, que é cerca de três milhões de vezes a energia que o carvão pode produzir em uma queima convencional.

Essencialmente, essa reação também cria outros nêutrons livres, que podem ser absorvidos por outros isótopos de urânio-235 e iniciar todo o processo novamente. Por este motivo, entre os isótopos de urânio natural, somente o urânio-235 é físsil, já que os outros não iniciam uma reação em cadeia.

Para evitar um acúmulo potencialmente perigoso de energia, os reatores nucleares possuem um grande número de dispositivos de segurança. Um dos métodos mais conhecidos é o uso de barras de controle, feitas de materiais como o boro, que absorvem nêutrons, mas não podem passar por reações nucleares.

No caso de um acúmulo de energia, essas barras são manipuladas para cair bem no coração do reator e absorver todos os nêutrons livres, encerrando a reação em cadeia. A má gestão destas barras foi um dos muitos fatores por trás do desastre de Chernobyl.

E sim, se todas as medidas de segurança não interromperem o acúmulo de calor – como aconteceu em Chernobyl, e como pode acontecer no Japão – há efeitos bastante desagradáveis. A ameaça mais famosa é a de uma fusão nuclear, que é quando o acúmulo de calor faz com que o núcleo inteiro do reator derreta, danificando as estruturas de proteção e liberando materiais altamente radioativos no meio ambiente.

A crise, obviamente, pode ter terríveis consequências. Mas e se o reator não derreter, e sim explodir? Poderia um reator nuclear explodir como as força desencadeadas nos bombardeios nucleares de Hiroshima e Nagasaki? Afinal, Chernobyl explodiu, não é?

Felizmente, a resposta para tudo isso é não. Uma explosão nuclear é impossível. A “explosão” destrutiva de Chernobyl foi apenas uma explosão de vapor, o que, não se engane, foi bom até demais, porque uma explosão nuclear da mesma magnitude poderia ter transformado o que foi uma catástrofe em um verdadeiro cataclismo.

E por que tal explosão é impossível? Para responder isso, temos de entender a diferença entre reatores nucleares e armas nucleares.

O urânio natural é completamente inútil para reatores nucleares, mais ainda a armas nucleares. Isto porque o urânio natural é composto de cerca de 99,3% do isótopo urânio-238 e apenas 0,7% de urânio-235, e apenas o último é capaz de sustentar uma reação nuclear em cadeia.

Para tornar o urânio utilizável a reações em cadeia, ele precisa ser enriquecido. Isto envolve separar cuidadosamente o urânio-235 do urânio-238.

Os reatores nucleares precisam de urânio pouco enriquecido, com uma concentração de até 20% de urânio-235. Normalmente, as centrais nucleares só precisam de uma concentração de 3 a 4%.

As armas nucleares, por outro lado, exigem urânio altamente enriquecido para o tipo de reação em cadeia criar uma explosão nuclear. O ponto de corte para o alto enriquecimento é de apenas 20%, mas a grande maioria das armas nucleares de urânio tem uma concentração de cerca de 80 a 95%. A bomba lançada sobre Hiroshima, por exemplo, usou 80% de urânio enriquecido.

Uma arma nuclear é projetada para liberar toda a sua energia em uma única explosão, o que significa que o material tem que ser tão densamente embalado quanto for possível, e em uma esfera tão homogênea quanto possível.

Isso não se parece em absolutamente nada com o projeto dos núcleos de reatores, que se destinam a produzir uma versão estável e controlada de energia. Até mesmo o tipo de acúmulo de energia necessária para produzir uma fusão não pode nunca atingir a velocidade e intensidade de energia necessária para uma explosão nuclear.

O arranjo geométrico do urânio-235 em um reator nuclear não é favorável ao acordo esférico necessário para uma reação em cadeia explosiva, e a quantidade de urânio-238 não-físsil também impede qualquer reação de fuga.

Porém, nada disto se destina a minimizar os perigos reais de acidentes em reatores nucleares. Como visto em Chernobyl, colapsos podem ter efeitos ambientais absolutamente devastadores. A cidade vizinha, Pripyat, permanece inabitável 25 anos após o acidente.

Ainda não podemos saber se a situação atual no Japão atingirá os níveis de Chernobyl, mas um fato é certo: mesmo em meio a desastres de proporções inimagináveis, o medo de uma explosão nuclear pode passar longe da cabeça dos japoneses. [io9]

Autor: Natasha Romanzoti

tem 24 anos, é jornalista, apaixonada por esportes, livros de suspense, séries de todos os tipos e doces de todos os gostos.

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28 Comentários

  1. …”barras de controle, feitas de materiais como o boro, que absorvem nêutrons, mas não podem passar por reações nucleares”. Quando isso funcionar, nunca teremos acidentes nos níveis até então. Os fatos nem chegam a serem citados seu uso(boro) como resolução e, se entraram em uso, foi inócuo em todos os desastres. Em desastres nas usinas existente não há o que fazer… todas seguranças são inócuas diante das proporções. Ao contrário, nunca teríamos acidentes e viveríamos felizes para sempre, no sentido de energia “limpa”. No caso em si, limpa ela não é… os risco são alto demais para o “benefício” – desde sua exploração – Com a palavra o povo de Caetite (BA)que sofrem seus malefícios.

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  2. O Josef Then não citou DESLIGUE O SOL por infantilidade, não. Talves inconscinete ou não deve ter lido algo a respeit dessa frase.
    Existe um livro não taduzido ainda que intitulá-se:
    Desligando a luz do sol: Como o Japão criou sua própria Geração Perdida (Partidas Vintage)
    autor: Michael Zielenziger
    Dá medo sair criticando as pessoas e inferioriando-as.

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  3. Que parte do “O reator nuclear é, então, capaz de absorver essa energia, que é cerca de três milhões de vezes a energia que o carvão pode produzir em uma queima convencional,” não ficou claro? Uma chaleira é realmente mais barata, mas é mais eficiente para os devidos fins? Sem contar que queimar outras coisas pra produzir energia é extremamente poluidor. Pode ter certeza que o Japão não está arrependido de ter construído um reator!

    Energia perigosa para o ser humano? Por isso não deve ser feito? Bom… acho que devemos desligar todas as centrais de energia e ficar às escuras pois é perigoso tomar um choque.

    Qualquer energia que venha a ser efetiva pra o uso é perigosa. O problema é que energia nuclear ficou estigmatizada por conta das bombas e do acidente de Chernobyl, mas o material utilizado nesses reatores jamais poderiam compor alguma bomba e só um desastre natural poderia causar um acidente do porte de Chernobyl, que é considerado o pior até hoje (com poucas dezenas de vítimas fatais).

    Basta usar um pouco de lógica: algo tão caro e demorado de se construir (reatores levam anos pra ficarem prontos), feito pra trabalhar com material radioativo, que não é suficiente pra se fazer armas, por que seria construído? É lógico que os benefícios superam, e muito, os malefícios!

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  4. Para, Edson coutinho

    O Josef Then escreveu:

    Vamos aproveitar a energia do nosso “Deus” SOL !!!!!!
    Querem acabar com o mundo? “Desligue” o sol…

    E você, que parece não saber LER nas entrelinhas, criticou:

    “Foi muito ruim este comentario¨.DESLIGUE O SOL.É coisa de criança,recomenda mal,estamos tratando de assunto muito sèrio”.

    Na minha opinião, o texto do Josef, propõe através da metáfora, uma reflexão muito além da vossa capacidade de análise.

    Esse empinamento de classificar a opinião dos outros como “coisa de criança”, é próprio de quem se julga mais inteligente e mais sábio. Apenas se julga.

    Me permita uma sugestão: Ponha-se a aprender um pouco de gramática e pontuação.
    Vai ajudar um pouco na explanação de suas idéias, mas, pelo que escreveu, discernimento que é bom, lhe falta um pouco.

    Desculpe a franqueza.

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  5. Foi muito ruim este comentario¨.DESLIGUE O SOL.É coisa de criança,recomenda mal,estamos tratando de assunto muito sèrio.

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  6. quem garante se isso é verdade éssa forma de energia perigosa para propria especie humana agora vamos repensar em fazer usina nuclear

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  7. Parabéns pelas preciosas observações técnicas sobre o uso racional de energia atômica.

    Mas num país igual ao Brasil com uma matriz energética diversificada, não é um desperdício de dinheiro e uma insensatez homérica produzir reatores atômicos apenas para esquentar a água para gerar vapor para se produzir energia elétrica? Chaleira por chaleira a chaleira térmica é mais barata e inteligente…e a matriz pode ser a biomassa ou mesmo usinas elétricas acionadas pelas ondas dos mares.
    Gente…estamos construindo futuros e insolúveis problemas dos quais os japoneses estão agora se arrependendo até os ossos de os terem construidos…

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  8. “A ameaça mais famosa é a de uma fusão nuclear, que é quando o acúmulo de calor faz com que o núcleo inteiro do reator derreta, danificando as estruturas de proteção e liberando materiais altamente radioativos no meio ambiente.”

    Isso não é fusão nuclear e sim, fusão térmica! É impossível, nas condições e com os materiais em questão, ocorrer uma fusão nuclear.

    E sobre o que o Eduardo falou mais abaixo acerca desses reatores serem manipulados por pessoas e por isso estarem sujeitos à falhas, não é bem assim… nos dias atuais, é praticamente tudo robotizado e praticamente imune à falha humana em seu funcionamento… só mesmo uma catástrofe natural de grande magnitude como foi com o terremoto, pra se perder o controle de uma usina. Costuma-se aprender o máximo possível com acidentes anteriores para adaptação e construção meticulosa de novos reatores e, por sinal, os próximos reatores já serão construídos levando em consideração a sequência de eventos que ocasionou este acidente para prevenção de acidentes similares.

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