Primeira Semana de

Engenharia Nuclear da UFRJ

História da Engenharia Nuclear no Brasil

INSTITUTO MILITAR DE

ENGENHARIA DCT/EB

FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE

AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE

JANEIRO

COPPE , 17 de agosto de 2011

Rex Nazaré Alves

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, 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.

1997 - 2011

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

Alta Renda (> U$ 11.906) ; U$ 976< Média Renda <U$ 11905 ; Baixa Renda (<U$975) (Fonte: WDI 2010)

Classes de Renda Ano Alta Renda Média Renda Baixa Renda

Número de Países 2007 54 93 61

% de Energia Primária

Consumida2007 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 Primária2007 54,67 43,83 1,7

VIDA DAS RESERVAS CONHECIDAS DE COMBUTÍVEIS FÓSSEIS

POR REGIÃO - 2010L E N H A

FONTE: IEA – 2010

GERAÇÃO DE ELETRICIDADE POR TIPO DE COMBUSTÍVEL

MUNDO - (2008-2015)L E N H A

FONTE: IEA - 2010

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