_Hinrichs_Kleinback

Cap. 13 Energia Nuclear: Fissão 391
ricamente. Entre 1971 e 1982, a quantidade de material necessário à construção de um
PWR de 1.000 MWe aumentou por um fator de 2,8 para o concreto e 2,4 para o comprimento
dos cabos, bem como por um fator de 6,8 para as horas trabalhadas pela mão-deobra
especializada.
A próxima geração de usinas nucleares será provavelmente de LWRs, uma vez que
existe muita experiência com este projeto, mas também serão menores (400 a 600 MWe),
o que requer um capital menor, além de um tempo menor, para a construção. Tradicionalmente,
as grandes usinas têm sido de construção mais barata por quilowatt. Porém,
usinas menores representam uma adequação melhor entre o crescimento da demanda e
a capacidade de geração. A construção de uma usina de 1.000 MWe criaria uma sobrecapacidade
por muito mais anos do que a construção de uma usina de 500 MWe. Ademais,
usinas menores adaptam-se mais facilmente ao uso de sistemas de segurança
mais confiáveis e seguros. Muitos LWRs novos, padronizados, estão atualmente em desenvolvimento
nos Estados Unidos. Eles devem ter um custo competitivo com os outros
tipos de usinas geradoras de eletricidade e empregarão "sistemas passivos" de segurança,
que assegurarão que não haverá a liberação de radioatividade no caso de alguma
anormalidade.
Hoje em dia, os reatores a água leve dependem da intervenção "ativa" de dispositivos
eletromecânicos e da ação de operadores para garantir a segurança da usina e para proteger
a população de vazamentos radioativos. Para diminuir a probabilidade de acidente,
mais e mais dispositivos de segurança têm sido incorporados ao longo dos anos, muitos
dos quais são dispositivos sobressalentes ou redundantes. Porém, alguns críticos afirmam
que nem todas as possibilidades ou caminhos que levam a um acidente nuclear com liberação
de radioatividade podem ser previstos. Conseqüentemente, uma outra abordagem
para um reator nuclear seguro é a utilização de sistemas "passivos" de segurança, que se
apóiam nas características inerentes do próprio reator e nas leis da física. Tais reatores dependem
da alimentação por gravidade da água armazenada em um tanque para substituir
o refrigerante perdido do vaso do reator no caso de um Loca, ou dependem da transferência
natural de calor por condução e convecção para dissipar o calor do decaimento do núcleo
do reator para o meio ambiente após uma interrupção. Estas idéias têm sido perseguidas insistentemente
desde TMI, e muitos dispositivos passivos foram incorporados aos LWRs
reprojetados e ativamente seguros, bem como a uma geração completamente nova de reatores
inerentemente seguros.
A Figura 13.21 mostra o esquema de um LWR avançado que possui melhorias de segurança
com o uso de características passivas. Estas características incluem o uso da gravidade
para fornecer refrigeração de longo termo em caso de um Loca e um aumento da
quantidade de água no núcleo para fornecer densidades de potência menores. Estes
LWRs avançados serão bem menores do que os reatores atuais, por motivos de segurança
e financeiros.
Embora os reatores a água leve sejam de longe a maioria dos reatores utilizados nos
Estados Unidos, diversos outros tipos de refrigerantes ou moderadores estão em uso ao
redor do mundo. No Canadá, o reator preferido utiliza água pesada (na qual o isótopo
mais pesado deutério substitui o hidrogênio) como o moderador refrigerante. A vantagem
de se utilizar a água pesada é que o deutério tem uma seção de corte para a captura do
nêutron que corresponde a 1/600 da do hidrogênio. Assim, o urânio não-enriquecido, ou
natural, pode ser utilizado como combustível, porque a reação em cadeia gera nêutrons
suficientes para que seja auto-sustentável. Este reator canadense, chamado de Candu, tem
um esquema parecido com o PWR. O fluido no circuito secundário é a água comum. A eficiência
global do Candu é de aproximadamente 29%. O reabastecimento on-line (isto é, enquanto
o reator está em operação) é possível. Embora o custo da água pesada seja alto, a
experiência canadense até hoje mostra que o custo da eletricidade assim produzida é substancialmente
menor do que em um LWR.