2 - Aplicações da Energia Nuclear
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2 - Aplicações da Energia Nuclear
40 2 - Aplicações da Energia Nuclear Reatores Nucleares O projeto de uma Usina Nuclear é fiscalizado e analisado, passo a passo, por uma equipe diferente da que o elaborou: o Órgão Fiscalizador. Da mesma forma, a construção é fiscalizada e auditada por equipes do Órgão Fiscalizador que não foram envolvidas diretamente ou indiretamente na obra. É claro que existem vazamentos em Reatores Nucleares, como existem em outras usinas térmicas. O que não existe é vazamento de Reatores Modelo esquemático dos reatores de Angra 1 e 2. Nucleares, como muitas vezes se faz crer pela mídia. As águas de refrigeração dos Circuitos Primário e Secundários circulam por meio de bombas rotativas (para para “puxar” a água) em sistemas fechados. Em qualquer instalação industrial e também nos Reatores Nucleares, bombas de refrigeração são colocadas em diques, como um “box” de banheiro, dotados de ralos, para recolher a água que possa vazar pelas “juntas”. No caso de vazamento em Reatores, a água recolhida vai para um tanque, onde é analisada e tratada, podendo até voltar para o circuito correspondente. Aí está a diferença: podem existir vazamentos, inclusive para dentro da Contenção, ou seja, no Reator e não para o meio ambiente, isto é, do Reator. Por esse motivo, os “vazamentos” ocorridos em 1986 (de água) e em 1995 (falhas em varetas), ambos dentro da instalação, não causaram maior preocupação por parte dos operadores de Angra I. No segundo caso, a Usina operou ainda por cerca de três meses, sob controle, até a parada prevista para manutenção. Não houve parada 41 de emergência. Em resumo e comparando com um fato do dia a dia: é como se uma torneira de uma pia em um apartamento estivesse com defeito, pingando ou deixando escorrer água (vazando). ). Existiria um vazamento no apartamento ou até no edifício, mas não se deveria dizer que teria havido um vazamento do edifício. Bomba A A bomba atômica é uma aplicação bélica da fissão nuclear que utiliza a imensa quantidade de energia e radiação liberadas numa reação de fissão em cadeia para causar destruição. Podemos descrever esta ação por etapas: Exemplo de uma Bomba A 1) O início da explosão de uma re em pleno ar. bomba atômica corresponde ao início da reação em cadeia que ocorre Ao ser detonada, atinge temperaturas da ordem de milhões de graus Celsius. 2)) Após 10/4 segundos, a massa gasosa em que se transformou a bomba emite elevadas quantidades de raio X e raios ultravioleta,, podendo destruir a retina e cegar pessoas que olharem diretamente para o clarão. 3)) Entre 10/4 e 6 segundos, a radiação já foi totalmente absorvida pelo ar ao redor, que se transforma numa enorme bola de fogo cuja expansão provoca a destruição de todos os materiais inflamáveis num raio médio de 1 km, assim como queimaduras de primeiro, segundo e terceiro graus,, dependendo da distância do ponto zero e dos obstáculos entre a pessoa e explosão. 4)) Após 6 segundos, a esfera de fogo atinge o solo iniciando uma onda de choques e devastação que se propaga através de um deslocamento de ar comparável a um furacão, com ventos de 200 a 400 km/h. 42 5) Após 2 minutos a esfera de fogo já se transformou completamente num cogumelo que atinge a estratosfera. As partículas radioativas se espalham pela atmosfera levadas pelos ventos fortes e acabam se precipitando em diversos pontos da Terra durante muitos anos. Fissão nuclear A palavra fissão significa partição, quebra, divisão. Fissão nuclear é a quebra de um núcleo atômico pesado e instável através de bombardeamento desse núcleo com nêutrons moderados, originando dois núcleos atômicos médios, mais 2 ou 3 nêutrons e uma quantidade de energia enorme. Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando núcleos com nêutrons de velocidade moderada, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons. Pouco tempo depois, após o bombardeamento de urânio com nêutrons moderados, a equipe do cientista alemão Otto Hahn constatou a presença de átomos de bário, vindo a concluir que, após o bombardeio, núcleos instáveis de urânio, partiam-se praticamente ao meio. Como os nêutrons não possuem carga elétrica, não sofrem desvio de sua trajetória, devido ao campo eletromagnético do átomo. Estando muito acelerado, atravessariam completamente o átomo; estando a uma velocidade muito lenta, seriam rebatidos; mas com velocidade moderada, ficam retidos, e o novo núcleo formado, instável, sofre desintegração posterior com emissão de partículas 43 beta. Somente alguns átomos são capazes de sofrer fissão, entre eles o urânio-235 e o plutônio. A enorme quantidade de energia produzida numa fissão nuclear provém da transformação da matéria em energia. Na fissão nuclear há uma significativa perda de massa, isto é, a massa dos produtos é menor que a massa dos reagentes. Tal possibilidade está expressa na famosa equação de Einstein: E=mc2, onde E é energia, m massa e c a velocidade da luz no vácuo. No processo de fissão, cerca de 87,5% da energia liberada aparece na forma de energia cinética dos produtos da fissão e cerca de 12,5% como energia eletromagnética. Reação em Cadeia e Massa Crítica Esse bombardeamento do núcleo de um átomo com um nêutron causa a fissão do núcleo desse átomo e a liberação de 2 ou 3 novos nêutrons. Esses nêutrons podem provocar a fissão de 2 ou 3 átomos que irão liberar outros nêutrons. A reação em cadeia só ocorre acima de determinada massa de urânio. A mesma ocorre com velocidade máxima quando a amostra do material físsil é grande suficiente para a maioria dos nêutrons emitidos serem capturados por outros núcleos. Portanto, a reação em cadeia se mantém, se a massa do material é superior a certo valor característico chamado massa crítica. Para o urânio-235, a massa crítica é de aproximadamente 3,25 kg. Alguns elementos químicos, como o boro, na forma de ácido bórico ou de metal, e o cádmio, em barras metálicas, têm a propriedade de absorver nêutrons, porque seus núcleos podem conter ainda um número de nêutrons superior ao existente em seu estado natural, resultando na formação de isótopos de boro e de cádmio. 44 A primeira bomba atômica Em 1939, Einstein informou ao presidente dos Estados Unidos, Franklin Roosevelt, que talvez fosse possível construir uma bomba atômica. Em 1945, um homem genial inventava uma bomba capaz de destruir toda a vida no planeta. No início da década de 40, um grupo de cientistas foi ao Novo México para tentar detonar uma bomba atômica, antes que os Trinity: primeiro teste nuclear da História, em 16 de julho de 1945, no Novo México, EUA. Potência: 40 kTon. alemães construíssem a sua. Muitos cientistas, tentando escapar do nazismo e do fascismo, encontraram abrigo nos Estados Unidos, onde continuaram ontinuaram suas pesquisas. Enrico Fermi era um deles. Em 1942, foi o primeiro físico a produzir uma reação atômica em cadeia, sob controle, comprovando assim a teoria de Einstein. O experimento secreto aconteceu em Chicago. Na Alemanha, uma experiência semelhante melhante havia fracassado. Em silêncio, os americanos continuaram as pesquisas em Los Alamos - Novo México. A pergunta que os cientistas precisavam responder era a seguinte: uma reação em cadeia, não controlada, poderia ser usada para fazer uma bomba? Havia a quem temesse que a bomba faria explodir todo o planeta. Ao mesmo tempo, os americanos anteviam a possibilidade de usar a bomba contra o Japão, forçando, assim, o fim da guerra. Em julho de 1945, dois aparelhos foram levados, secretamente, até o deserto do Novo México. Os americanos estavam ansiosos para testar a nova invenção. A explosão foi tão poderosa que chegou a ser vista de três estados americanos. Havia começado a era nuclear. 45 Hiroshima e Nagasaki "Soldados alemães, cidadãs e cidadãos da Alemanha: nosso líder, Adolf Hitler, se foi...". Com esse pronunciamento no dia 8 de maio de 1945 o almirante Dönitz, que fora nomeado por Hitler seu sucessor, anunciou pela rádio a rendição incondicional da Alemanha. Hitler e sua companheira de anos Eva Braun, haviam cometido suicídio no dia 30 de abril de 1945, após seu bunker em Berlim estar totalmente cercado pelo exército vermelho da URSS. A Segunda Guerra Mundial terminava, mas somente no continente europeu. No Pacífico o Japão ainda resistia às investidas norte-americanas. Em maio de 1945 os líderes aliados reunidos na Conferência de Potsdan, haviam exigido a rendição incondicional do império japonês. Essa imposição já era aceita por uma parte do gabinete japonês, mas não pelos generais - o Japão nunca nca havia perdido uma guerra. Eram 8h 16min 8s do dia 6 de agosto de 1945. A interrogação foi a primeira reação de um dos tripulantes do Enola Gay, após presenciar a devastação produzida pela primeira bomba atômica jogada sobre uma cidade povoada. Enola Gay foi o nome dado ao avião norte-americano B-29 pelo seu comandante em homenagem à própria mãe. A cidade era Cidade dade de Hiroshima, Japão, após o bombardeamento. 100 mil pessoas morreram nesse ataque. ima, no Japão, que desapareceu em baixo de uma nuvem em forma de Hiroshima, cogumelo. As notícias sobre a cidade eram desencontradas, e ninguém sabia exatamente o que ocorrera. No dia 9 outra bomba atômica foi lançada sobre a cidade de Nagasaki. Os norte-americanos haviam aviam treinado durante meses uma 46 29 para um ataque especial. Nos aviões, quase ninguém sabia o esquadrilha de B-29 que transportava. Morreram cerca de 100 mil pessoas em Hiroshima ima e 80 mil em Nagasaki. As vítimas eram civis, cidadãos comuns, já que nenhuma das as duas cidades era alvo militar muito importante. O cenário histórico dessa tragédia que permanece até hoje na memória de milhares de japoneses era a guerra no Pacífico, entre Japão e Estados Unidos no contexto do término da Segunda Guerra Mundial. Cidade de Nagasaki, Japão, após o bombardeamento dos EUA. 80 mil pessoas morreram nesse ataque. 47 Os generais japoneses ainda tentaram resistir, até serem convencidos do contrário pelo próprio imperador Hiroito. No dia 15 de agosto de 1945 os japoneses escutam pelo rádio a rendição incondicional do país. Em 2 de setembro o encouraçado norte-americano USS Missouri entrou na baía de Tóquio e a paz foi assinada. A Segunda Guerra chegava ao fim, deixando um saldo de 50 milhões de mortos em seis anos. A bomba atômica tinha sido mais um episódio desumano na história da Segunda Guerra Mundial. “Será que não existia uma maneira menos estúpida de forçar a rendição japonesa?” Para alguns historiadores o governo norte-americano tinha que dar um basta, pois não podia mais resistir às pressões do Congresso, que não aceitava mais perdas de vidas norte-americanas, numa guerra que já se prolongara demais. Uma outra corrente, entretanto, acharia que estúpida é a pergunta feita acima, já que o uso de armas atômicas contra o Japão não correspondia a qualquer necessidade bélica. O Japão estava em negociações secretas com os Estados Unidos para capitulação definitiva. Era uma questão de dias. Para essa segunda corrente, as bombas atômicas tinham outro endereço: a URSS. Se até agora EUA e URSS estavam do mesmo lado, isso era fruto de uma aliança circunstancial, contra um inimigo comum que já não os preocupava mais: o nazifascismo. As bombas de Hiroshima e Nagasaki, segundo essa última interpretação, marcam o início do contexto conhecido como "Guerra Fria": a disputa políticoideológica e militar que bi-polarizou o mundo entre o socialismo soviético e o capitalismo norte-americano por mais de 40 anos, até a desintegração da URSS, a reunificação da Alemanha e mais simbolicamente a queda do muro de Berlim em novembro de 1989. Nas duas conferências que selaram o final da guerra, realizadas pelos três grandes vencedores - norte-americanos, britânicos e soviéticos - em Yalta e 48 Potsdam, são estabelecidos os pontos de divisão do mundo entre os blocos capitalista e socialista. Em 25 de abril de 1945 a Conferência de São Francisco rancisco criou a Organização das Nações Unidas, cuja carta foi promulgada em junho. Quanto ao Japão, que teve mais de um milhão e oitocentas mil vítimas, além de 40% das cidades arrasadas e a economia totalmente destruída, foi desmilitarizado e ocupado pelos los Estados Unidos até 1951, quando as Nações Unidas (exceto a URSS e China), concluíram com ele, o Tratado de São Francisco, devolvendo sua soberania e marcando sua reconstrução integrada ao capitalismo internacional. Corrida EUA x URSS A crença de que agentes soviéticos procuravam se infiltrar por todos os lados era apenas uma das faces do clima de pavor anticomunista vivido pelos norteamericanos. Desde 1949, quando a União Soviética realizou seu primeiro teste nuclear, havia também o receio de que os soviéticos subitamente decidissem utilizar a bomba atômica. Gradualmente, foi se cristalizando na opinião pública dos Estados Unidos a idéia de que a União Soviética preparava em O fim da Segunda Guerra Mundial (1945) marcou o início da Guerra Fria entre as duas superpotências mundiais à época: os EUA e a URSS. segredo um fulminante ataque nuclear contra o território norte-americano, americano, a ser desencadeado sem prévio aviso. Imaginava-se se que os impiedosos soviéticos não hesitariam em cometer assassinato em massa, ssa, como parte de seu projeto de conquistar o mundo. A crença de que o apocalipse nuclear poderia acontecer a qualquer momento - talvez dali a cinco minutos - acentuava o clima de pânico. 49 A montagem de abrigos subterrâneos antiatômicos tornou-se um dos ramos mais lucrativos da indústria de construção civil nos anos 50: nenhuma família se sentiria totalmente protegida a menos que contasse com um deles em sua casa. A Defesa Civil, por sua vez, desenvolveu esquemas de emergência, a serem imediatamente ativados caso alguma cidade norte-americana fosse vítima de um ataque nuclear. Assistindo à televisão, as crianças aprendiam como deveriam agir, caso tal ataque fosse realizado. Um personagem de desenho animado - Burt, a tartaruga repetia as instruções: "Jogue-se ao chão, cubra os olhos!" Outro filme, também repetido à exaustão, dava mais detalhes: “Este é Tony, um escoteiro mirim. Tony sabe que a bomba pode explodir a qualquer momento. Mas ele está preparado: jogue-se ao chão, cubra os olhos! Muito bem, Tony! O clarão da bomba exige reflexos rápidos! “Tony sabe o que fazer - não se desespera, nem sai correndo. Fica parado, até o perigo passar. A Defesa Civil virá socorrê-lo. Ela nos protege em caso de ataque nuclear. Devemos obedecer suas instruções. Devemos saber nos abrigar também nos ônibus escolares ou coletivos: jogue-se ao chão, cubra os olhos! E afaste-se das janelas, por causa dos cacos de vidro!” Preparar a população para o caso de um ataque atômico era apenas uma das medidas a serem tomadas. Outras tinham a ver com a conquista de uma superioridade nuclear inquestionável em relação à União Soviética. Se os Estados Unidos não eram mais o único país a dispor de bombas atômicas, então que ao menos possuísse mais e melhores bombas. O governo passou a investir um volume cada vez maior de recursos no desenvolvimento de novos modelos de bombas nucleares, sempre mais poderosas. 50 Em novembro de 1952, finalmente, foi realizado o primeiro teste com a bomba de hidrogênio, também conhecida como bomba H. Ao contrário das que tinham sido jogadas no Japão em 1945, baseadas no principio da fissão nuclear, a bomba de hidrogênio funciona com base na fusão nuclear - o que implica uma explosão muitas vezes mais destrutiva. A primeira bomba H, que explodiu no teste realizado na ilha de Ivy Mike: primeiro teste termonuclear da história, com potência de 10,4 Mton (ou 10,4 milhões de toneladas de TNT). Elugelab, no atol de Eniwetok, no Pacífico, tinha uma potência quase mil vezes superior à da bomba de Hiroshima. No futuro seriam desenvolvidos novos modelos de bomba H, ainda mais poderosos. Nenhum preço parecia alto demais na luta contra a subversão em escala internacional. Bomba H A bomba de hidrogênio ou também conhecida como bomba de fusão é uma das maiores armas existentes na terra. Essa bomba omba tem uma força explosiva muitas vezes maior que a da bomba atômica. Sua explosão tem poder de produzir precipitação radioativa com capacidade mortífera. funcionamento, vamos a alguns conceitos básicos. E para entender seu 51 Seu funcionamento é baseado em fusão nuclear, ou seja, junção de dois ou mais átomos leves para se transformarem em átomos pesados. Um exemplo muito simples de fusão são as estrelas (como o nosso Sol), que brilham pela fusão de hidrogênio, e formando átomos de hélio. Quando a fusão ocorre, esse átomo criado possui um núcleo mais estável e com cerca de 70% da massa dos átomos de hidrogênio combinados, portanto produz uma grande quantidade de energia (30% da massa), que no caso do sol e estrelas, se dá na forma de radiação eletromagnética (das ondas de rádio aos raios gama, passando pelo espectro da luz visível, infravermelhos – calor, ultravioleta e raios x). Alguns efeitos causados durante a explosão de uma bomba de H são as precipitações radioativas, que são mais ou menos como uma “neve radioativa”; ondas de choque, que são efeitos de choque térmico e eletromagnético, além do chamado inverno nuclear, que é uma espécie de fumaça espessa e tóxica que bloqueia a luz do sol e provocaria severas mudanças no planeta. Ao explodir, uma bomba de hidrogênio funciona em fases. Primeiro a bomba explode, em milésimos de segundo ela fornece calor e pressão necessários para a fusão e quando ocorre a reação, grandes quantidades de energia são liberadas produzindo uma gigantesca explosão. Arsenais nucleares Com gastos militares que atingiram US$ 478,2 bilhões em 2005, ou 48% do total mundial, os Estados Unidos estão no topo das nações que mais gastam com o chamado setor militar. Para se ter uma idéia do que isso representa os gastos de Reino Unido, França, Japão e China, os quatro países mais militarizados, exceto os EUA, somaram bilhões. juntos ‘modestos’ US$ 177,5 Arsenais nucleares dos EUA e da Rússia entre 1945 e 2005. 52 Esses números fazem parte de um levantamento realizado pelo SIPRI (Stockholm International Peace Research Institute), que aponta também para a crescente e alarmante ‘terceirização’ das atividades relacionadas à guerra e aos assuntos de ‘segurança’, principalmente nos EUA. Não é por acaso que nesses quase quatro anos de invasão e ocupação do Iraque, o número oficial de baixas norte-americanas é relativamente baixo, apenas 3.000 soldados. Isso se dá porque os ‘terceirizados’ não aparecem nas estatísticas oficiais, afinal, não são responsabilidade do governo dos EUA, mas sim de suas empresas, as ‘contractors’. A selvageria e agressividade do imperialismo estadunidense contra os povos dos países dominados, como demonstrado pelas dezenas de guerras de rapina que ele promoveu ao longo do século XX e nesse começo de século XXI que presenciamos, têm sido amparadas por um formidável arsenal nuclear, usado para chantagem, persuasão e intimidação. Como mostra levantamento recentemente publicado no Boletim dos Cientistas Atômicos, a maior concentração de armas de destruição em massa, neste caso as nucleares, encontra-se em território norte-americano, ou está localizada em bases dos EUA em países da OTAN. Os cientistas norte-americanos, concretamente, fizeram esta importante denúncia, baseada em fatos e pesquisas, sobre o potencial destruidor dessa imensa quantidade de armas nucleares em poder dos EUA. A ameaça recente de um ataque nuclear de Israel contra o Irã, com o apoio dos EUA, traz à tona a questão do arsenal nuclear israelense, cuja existência nunca foi assumida pelos governos israelitas. Onde estão as bombas? A edição de novembro/dezembro de 2006 do Boletim dos Cientistas Atômicos (Bulletin of the Atomic Scientists) traz um artigo que mostra que os Estados Unidos 53 armazenam suas quase 10 mil ogivas nucleares em 18 localidades de 12 estados e seis países europeus. Hans M. Kristensen, da Federação de Cientistas Americanos (FAS) e Robert S. Norris, do Conselho de Defesa dos Recursos Naturais (NRDC), identificaram as localizações prováveis das armas nucleares através do cruzamento de informações de anos de monitoramento de documentos desclassificados (públicos), declarações oficiais, relatórios, vazamentos de informações e conversas com oficiais da ativa e da reserva, além de fotos comerciais de satélite de alta resolução. De acordo com eles, a maior concentração de ogivas nucleares encontra-se na Instalação de Armas Estratégicas do Pacífico em Bangor, estado de Washington. Ali estão localizadas mais de 2.300 ogivas – provavelmente a maior concentração de armas nucleares num único lugar em todo o mundo. Cerca de metade dessas ogivas é composta de mísseis balísticos submarinos em ação no oceano Pacífico. Cerca de 1.700 ogivas estão espalhadas na forma de mísseis balísticos em submarinos classe Ohio, que operam nos oceanos Pacífico e Atlântico, e aproximadamente 400 ogivas estão em oito bases em seis países europeus – Bélgica, Alemanha, Itália, Holanda, Turquia e Grã-Bretanha (para maiores informações sobre ogivas norte-americanas na Europa, acesse http://www.nukestrat.com/us/afn/nato.htm). Os Estados Unidos são o único estado nuclear que mantém armas nucleares em países estrangeiros. O crescimento das localidades de armazenamento nuclear dos EUA diminuiu consideravelmente na década passada em comparação com o período entre 1992 e 1997, quando o Pentágono removeu armas nucleares de 10 estados e numerosas bases européias. Ao longo da década passada, os Estados Unidos removeram armas nucleares de três estados – Califórnia, Virgínia e Dakota do Sul, e de um país europeu – Grécia. Os especialistas mostram que mais de 2/3 de todas as ogivas nucleares dos EUA estão ainda armazenadas em bases para mísseis balísticos e bombardeiros, 54 ainda que a Guerra Fria tenha terminado há mais de 16 anos. Mais de 2.000 dessas ogivas estão em prontidão para lançamento. Somente 28% das ogivas norteamericanas foram transferidas para instalações de armazenamento separadas. A maior destas, um abrigo subterrâneo na Base Aérea de Kirtland em Albuquerque, Novo México, armazena mais de 1.900 ogivas. As dez localidades norte-americanas que atualmente mantêm armas nucleares são: a Instalação para Armas Estratégicas do Pacífico, Bangor, Washington; Base Aérea de Nellis, Nevada; Base Aérea de Warren, Wyoming; Base Aérea de Kirtland, Novo México; Base Aérea de Malmstrom, Montana; Base Aérea de Minot, Dakota do Norte; Planta Pantex, Texas; Base Aérea de Barksdale, Louisiana; Base Aérea de Whiteman, Missouri; e a Instalação para Armas Estratégicas do Atlântico, em Kings Bay, Geórgia. O governo dos EUA se recusa a divulgar onde armazena as armas nucleares, mas os pesquisadores são enfáticos em afirmar que todas as localidades são conhecidas há anos por armazenar armas nucleares. A segurança das armas nucleares é determinada não pelo conhecimento de sua localização, mas pela proteção militar física das instalações e para que as armas não possam ser detonadas por pessoal não-autorizado. De acordo com o relatório “Global nuclear stockpiles, 1945-2006” (Estoques Nucleares globais, 1945-2006), a distribuição das armas nucleares no mundo é atualmente a seguinte: EUA – aproximadamente 10.000 ogivas, das quais mais de 5.113 operacionais; Rússia – aproximadamente 5.000 ogivas operacionais; França – cerca de 350 ogivas operacionais; Grã-Bretanha - cerca de 200 ogivas operacionais; China – aproximadamente 200 ogivas operacionais; Índia e Paquistão – cerca de 160 ogivas operacionais, considerados os dois arsenais; 55 Israel [*] – entre 120 e 180 ogivas operacionais, apesar das negativas do governo israelense; Coréia do Norte – cerca de 10 ogivas operacionais; [*] Outras fontes estimam que Israel possua entre 150 e 300 ogivas, além de um sofisticado sistema de lançamento composto por aviões bombardeiros e mísseis balísticos de médio e longo alcance conhecidos como Jericho. Submarino nuclear Submarinos são embarcações que navegam e executam operações preferencialmente submersas. Embora possam ter diversos empregos, como pesquisa e serviços em plataformas de prospecção de petróleo, é, no entanto, na aplicação militar que eles têm maior destaque. Submarinos Nucleares x Submarinos Convencionais Os submarinos de propulsão convencional são submarinos cuja energia, tanto para propulsão quanto para o uso a bordo, provém de um conjunto de baterias recarregadas através do acionamento de grupos diesel geradores instalados a bordo. A operação de carregamento das baterias requer grande quantidade de combustível, que é armazenado no próprio submarino, e oxigênio; proveniente do ar atmosférico, admitido através de tubos especiais de ventilação (Snorkel). Isso faz com que esses submarinos, além de carregar muito combustível, sejam obrigados a permanecer próximos à superfície por longos períodos de tempo, tornando-se lentos e vulneráveis. Sua autonomia dificilmente chega aos 40 dias de operação. Já nos submarinos de propulsão nuclear a energia provém da fissão nuclear em reatores termo-nucleares. A sua reserva de energia é muito maior que a de um submarino convencional, não precisando recorrer ao "snorkel" para gerá-la. Os submarinos nucleares podem operar permanentemente submersos por longos períodos, ficando sua autonomia limitada apenas pela resistência humana. 56 Propulsão dos Submarinos Nucleares Uma planta de propulsão de um submarino nuclear é constituída por um ou mais reatores termo-nucleares do tipo PWR - Pressurized Water Reactor, (reator a água pressurizada) que são resfriados por um ou mais circuitos fechados (circuitos primários), constituídos de bomba, gerador de vapor e pressurizador. Os geradores de vapor Submarino de propulsão nuclear francês Le Triomphant. produzem vapor que trabalha em um circuito fechado (circuitos secundários), constituído de turbinas, condensadores e bombas. As turbinas acionam os geradores elétricos de bordo e, ainda podem acionar diretamente a linha de eixo xo de propulsão ou acionar um gerador elétrico, cuja energia alimentará um MEP - motor elétrico de propulsão. Submarinos Nucleares de Ataque A tabela abaixo apresenta as características principais dos submarinos nucleares de ataque de cada um dos cinco países que os possuem: ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA (EUA) CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam.(m) Desl. Sub (ton) Comprim. (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Obs. Nautilus 1 - 1954 1987 8,4 4040 97,4 20 15.000 1 PWR 2 Hélices Sea Wolf 1 - 1957 1987 8,4 4200 102,9 20 15.000 1 MCR 2 Hélices Skate 4 - 1958 1986 7,6 2360 81,5 25 6.600 1 PWR 2 Hélices Triton 1 - 1959 1986 11,3 6670 136,2 20 34.000 2 PWR 2 Hélices Skipjack 5 - 1959 1990 8,5 3500 76,7 30 15.000 1 PWR 1 Hélice Halibut 1 - 1959 1986 9 5000 106,6 20 6.600 Convertido SSGN 57 Tillibee 1 - 1960 1987 7,1 2640 83,2 15 2.500 1 PWR Prop. Elétrica Permit 14 - 1961 1989 9,7 4300 84,9 27 15.000 Reprojeto do Thresher Sturgeon 32 - 1967 - 9,7 4960 92,1 26 15.000 1 PWR 1 Hélice Narwhal 1 - 1969 - 11,5 5830 95,9 25 17.000 Reat. Circ. Natural NR1 1 - 1969 - 4,5 700 44,8 * * Pesquisa G.P.Lipscomb 1 - 1973 1990 9,7 6480 120,5 25 * 1 PWR Prop. Elétrica Los Angeles 62 8 1976 - 10,1 6927 109,8 >30 35.000 1 PWR 1 Hélice SSGN Sea Wolf - 3 1998 pv. - 12,9 9150 107,6 >30 60.000 1 PWR 1 Hélice TOTAL 125 11 FRANÇA CLASSE Constr. Em Constr. Início Op. Baixa Diam. (m) Desl.Sub(ton) Comp.(m) Vel Max (nós) Pot. Eixo (Hp) Obs. Amethyste 6 - 1982 - 7,6 2670 73,6 25 9.500 1 PWR Integrado TOTAL 6 INGLATERRA CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Obs. Trafalgar 7 - 1983 - 9,8 5900 85,4 32 15.000 1 PWR 1 Hélice Swiftsure 5 - 1974 - 9,8 4900 82,9 >30 15.000 1 PWR 1 Hélice Valiant 1 - 1966 - 10,1 4800 86,9 28 15.000 1 PWR 1 Hélice Dreadnought 1 - 1963 1983 9,8 4000 81 28 15.000 1 PWR 1 Hélice TOTAL 14 CHINA CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam. (m) Desl. Sub (ton) Comprim (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Obs. Han 5 - 1974 - 11 5000 108 25 * 1 PWR Prop. Eletr. TOTAL 5 58 RÚSSIA CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim.(m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) November 13 - 1958 - 9,1 5000 109,7 30 22.000 Obs. 1º SNA Russo 2 PWR 2 Hélices SSGN 2 PWR 2 Hélices SSGN Echo I 5 - 1960 - 9,8 5500 112 28 30.000 Echo II 9 - 1961 - 9,8 6200 116 24 30.000 Victor I 14 - 1967 - 10 5300 93 30 30.000 Charlie I 11 - 1967 - 9,9 4800 94 24 30.000 SSGN 2 MCR Prop. Elétrica 1 Hélice Alfa 6 - 1970 - 9,5 3600 81,4 43 45.000 Victor II 7 - 1972 - 10 6000 102 30 30.000 Papa 1 - 1973 - 12,2 8000 109 30 75.000 Charlie II 5 - 1973 - 9,9 5500 102 24 30.000 Victor III 26 - 1978 - 10 6300 104 30 30.000 Oscar I/II 10 3 1978 - 18,3 16000 150 25 60.000 Uniform 2 - 1982 - 7 2500 73 10 30.000 2 PWR 1 Hélice 1PWR 1 Hélice 2 PWR 2 Hélices SSGN SSGN 2 PWR 1 Hélice 2 PWR 2 Hélices SSGN Pesquisa Mike 1 - 1983 - 12 9700 110 32 60.000 * Akula 10 5 1983 - 13 8000 107 32 40.000 2 PWR 1 Hélice 1984 - 12,4 7600 110 34 30.000 2 PWR 1 Hélice Sierra 4 1 TOTAL 124 9 Submarinos Nucleares Balísticos A tabela abaixo apresenta as características principais dos submarinos nucleares balísticos (capazes de lançamento de mísseis balísticos) de cada um dos cinco países que os possuem: ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA (EUA) CLASSE Constr Em Constr Início Oper Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim. (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) G. Washington 5 - 1960 1988 10,1 6700 126 30 15.000 Ethan Allen 5 - 1962 1992 10,1 7900 200 30 15.000 Lafayette 31 - 1963 - 10,1 8250 129,5 >25 15.000 Ohio 13 5 1982 - 12,8 18700 170,7 >20 60.000 TOTAL 54 5 Obs. 1 PWR 1 Hélice 1 PWR 1 Hélice 1 PWR 1 Hélice 1 PWR 1 Hélice 59 FRANÇA CLASSE Constr . Em Constr . Início Oper. Baixa Diam (m) Desl.Su b (ton) Comprim. (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Le Triomphant 1 2 1994 - 12,5 14120 138 25 41.000 L'Inflexible 1 - 1971 - 10,6 8920 128,7 25 16.000 Le Redoutable 5 - 1970 - 10,5 9000 128 >20 16.000 TOTAL 7 2 Obs. 1 PWR PumpJet 1 PWR 1 Hélice 1 PWR 1 Hélice INGLATERRA CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim. (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Obs. Vanguard 2 2 1993 - 12,8 16000 149,9 25 27.500 1 PWR 1 Hélice Resolution 3 - 1967 - 10,5 8500 129,5 25 15.000 1 PWR 1 Hélice TOTAL 5 2 CHINA CLASSE Constr. Xia 1 TOTAL 1 Em Constr. - Início Oper. 1987 Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim. (m) - 10 8000 120 VMax (nós) 22 Pot.Eixo (Hp) Obs. * 1 PWR Prop. Elétrica RÚSSIA CLASSE Constr. Em Constr. Início Oper. Baixa Diam. (m) Desl.Sub (ton) Comprim. (m) VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Obs. Hotel II/III 8 - 1958 - 9,1 5500 115,2 26 22.000 1 PWR Yankee I/II 15 - 1967 - 11,6 9450 160 26 50.000 Delta I 18 - 1972 - 12 11000 139 25 60.000 Delta II 4 - 1973 - 11 12750 152 25 60.000 Delta III 13 - 1974 - 12 13250 155 25 60.000 Typhoon 6 - 1982 - 23 25000 170 24 120.000 Delta IV 6 4 1985 - 12 13600 160 24 60.000 TOTAL 70 4 2 PWR 2 Hélices 1 PWR 2 Hélices 1 PWR 2 Hélices 1 PWR 2 Hélices 2 PWR 2 Hélices 1 PWR 2 Hélices 60 Navios nucleares As plantas propulsoras de navios de superfície são compostas por motores diesel, turbinas a gás ou a vapor e motores elétricos, utilizados isoladamente ou em forma combinada, de modo a atender os requisitos de operação e otimizar os custos de instalação e manutenção. A energia necessária à movimentação desses equipamentos pode ser proveniente de combustíveis fósseis, os mais variados, ou da fissão nuclear de materiais radioativos. Navios com propulsão nuclear têm como principal característica a utilização de um reator nuclear de água pressurizada (PWR - Pressurized Water Reactor), por meio do qual é produzido vapor para a movimentação das turbinas de propulsão e para geração da energia elétrica necessária a bordo. Embora alguns países tenham utilizado a propulsão nuclear em navios mercantes e navios quebra-gelo, seu uso se consagrou em navios militares do tipo porta-aviões (CVN) e cruzadores (CGN), permitindo, graças à grande capacidade de armazenamento de energia, a manutenção de altas velocidades por longos períodos de tempo, sem necessidade de reabastecimento. A tabela a seguir mostra as principais características dos navios de superfície com propulsão nuclear. NAVIOS DE SUPERFÍCIE COM PROPULSÃO NUCLEAR - NAVIOS DE GUERRA ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA (EUA) CLASSE Construídos Em Constr. Início Oper. Tipo L(m) B(m) D(m) Deslocam. Carreg. VMax (nós) Pot.Eixo (Hp) Nimitz 9 - 1975 CVN 332,9 40,8 11,9 102.000 >30 260.000 Enterprise 1 - 1961 CVN 342,3 40,5 11,9 93.970 33 280.000 Virginia 2 - 1978 CGN 178,3 19,2 9,6 11.300 >30 70.000 California 2 - 1974 CGN 181,7 18,6 9,6 10.450 >30 70.000 TOTAL 12 - Obs 2 PWR 4 Hélices 8 PWR 4 Hélices 2 PWR 2 Hélices 2 PWR 2 Hélices 61 FRANÇA CLASSE Construídos Em Constr. Início Oper. Tipo L(m) B(m) D(m) Deslocam. Carreg. VMax (nós) Pot. Eixo(Hp) Obs C. de Gaulle 1 1 2001 CVN 261,5 64,4 8,5 39.680 27 83.000 2 PWR 2 Hélices TOTAL 1 1 Míssil balístico intercontinental (ICBM) Um míssil balístico intercontinental, ou ICBM, é um míssil balístico que possui um alcance extremamente elevado (maior que 5.500 km ou 3.500 milhas), normalmente desenvolvido para carregar armas nucleares. Os ICBMs se diferenciam dos demais mísseis balísticos por possuírem um alcance Míssil balístico Minuteman, dos EUA, capaz de levar múltiplas ogivas nucleares. e velocidades maiores do que os mesmos. Outras classes de mísseis balísticos são os mísseis balísticos de alcance médio (IRBMs) mísseis balísticos de curto alcance e os mísseis balísticos de palco. Estass categorias são essencialmente subjetivas, sendo os limites entre as mesmas escolhidas pelas autoridades competentes. As seguintes nações possuem sistemas de ICBM operacionais: a Rússia, Rússi os Estados Unidos, a França , o Reino Unido e a China. A Índia possui ui IRBMs, mas estão no processo de desenvolvimento de ICBMs, assim como o Paquistão. Acredita-se se que a Coréia do Norte também esteja desenvolvendo um foguete ICBMs Taepodong-2, tendo realizado testes com sucesso limitado em 1998 e 2006. 62 Em 2002, os Estados Unidos e a Rússia assinaram o acordo SORT visando a redução de seu estoque de ICBMs para não mais que 2.200 ogivas cada. Fases de vôo As seguintes fases de vôo podem ser distinguidas: Fase de arranque — 3 a 5 minutos (para um foguete sólido menor do que para um foguete com propelentes líquidos); a altitude no final desta fase é normalmente entre 150 e 400 km, dependendo da trajetória escolhida, e a velocidade de saída é normalmente de 7 km/s; Fase intermediária — aproximadamente 25 minutos — vôo sub-orbital numa órbita elíptica; a órbita é parte de uma elipse com eixo principal vertical; o apogeu (metade da fase intermediária) ocorre numa altitude de cerca de 1200 km; o eixo intermediário possui um tamanho entre metade do raio da Terra e o raio da elipse; a projeção da órbita na superfície da Terra é próxima de um grande círculo, ligeiramente deformada devido à rotação da Terra durante o tempo de vôo; o míssil pode lançar também várias ogivas independentes, incluindo contramedidas. Fase de reentrada (iniciando-se a 100 km de altitude) — 2 minutos — o impacto ocorre numa velocidade de até 4 km/s (para ICBMs antigos, menor que 1 km/s). História 63 O progenitor do ICBM foi o alemão A9/10, o qual nunca foi desenvolvido, mas apenas proposto por Wernher von Braun. O progenitor do IRBM foi o alemão Foguete V2 (Vergeltung ou "represália", oficialmente chamado de A4) foguete desenvolvido por von Braun que usava propelente líquido e um sistema de guia inercial. Era lançado de um lançador móvel, o qual o tornava menos suscetível para ataques aéreos dos Aliados. Míssil V-2 2 Alemão, usado contra a Inglaterra na Segunda Guerra Mundial: precursor dos modernos mísseis balísticos. Depois da 2ª Guerra Mundial von Braun e outros cientistas nazistas foram fo transferidos secretamente para os Estados Unidos para trabalhar diretamente para o Exército estadunidense através da Operação Paperclip, desenvolvendo o V2 para o Redstone IRBM e Jupiter IRBM. Devido aos artigos do tratado, os Estados Unidos foram capazes de criar bases de IRBMs em países próximos a URSS com um alcance estratégico. A URSS não teve território similar na década de 50, então sob a direção do engenheiro de propulsão reativa Sergei Korolev, projetou um programa para desenvolver seus próprios foguetes.. Korolev teve acesso a alguns materiais dos V2 capturados, mas descobriu que o seu design era pobre, desenvolvendo o seu próprio design distinto, o R-7, que foi testado em agosto de 1957 e, em 4 de outubro de 1957, colocou o primeiro satélite (Sputnik) no espaço, assim abrindo a era da exploração espacial para a humanidade. Nos Estados Unidos, a competição entre as forças armadas significaria aria que cada força desenvolveria seu próprio programa de ICBMs, em um lento ento progresso. O primeiro ICBM estadunidense foi o Atlas, operacional em 1959. Ambos, o R7 e o Atlas requeriam uma grande base de lançamento, o que os tornava vulneráveis a ataques, e não poderiam ser mantidos em um estado de pronta utilização. Sob a direção de Robert McNamara, os Estados Unidos o desenvolvimento de ICBMs propelidos a combustíveis sólidos: o Minuteman, o Polaris e o Skybolt. Skybolt ICBMs modernos tendem a serem menores que seus ancestrais (devido ao aumento 64 da precisão e ao fato de as ogivas ficarem menores e mais leves), e usam combustíveis sólidos, fazendo-os menos úteis como bases para lançamentos de veículos orbitais. O desenvolvimento desses sistemas foi governado pela teoria estratégica de Destruição Mutuamente Garantida (em inglês: MAD). ICBMs modernos ICBMs modernos tipicamente carregam MIRV’s (Multiple Independent Reintrance Vehicle), onde cada qual carrega uma ogiva nuclear separada, permitindo um único míssil acertar múltiplos alvos. MIRV foi um resultado da rápida diminuição em tamanho e peso das modernas ogivas e os Tratados de Limitação de Armas Estratégicas, onde foram impostas limitações no número de veículos de lançamentos. O Sistema Nacional de Mísseis de Defesa dos EUA, no Alasca, foi considerado operacional em 2004. ICBMs podem ser desenvolvidos de múltiplas plataformas: • Em silo de míssil, que oferece alguma proteção de ataque militar (incluindo, nas esperanças dos desenvolvedores, alguma proteção a um primeiro ataque nuclear); • Em submarinos: submarino lançador de mísseis balísticos (SLMB); a maioria ou todos SLBMs possuem o longo alcance dos ICBMs (o oposto dos IRBMs); • Em caminhões pesados; isto aplica para uma versão do RT-2UTTH Topol russo, capaz de se mover através de terrenos sem estrada, e lançando um míssil de qualquer ponto ao longo de sua rota; • Em lançadores móveis sobre trilhos; este modo de lançamento se aplica, por exemplo, para o SS-24 "Scapel" russo. Os três último tipos são móveis e, por isso mesmo, difíceis de se localizar. 65 Mísseis específicos ICBMs terrestres e mísseis de cruzeiro A Força Aérea dos Estados Unidos atualmente opera 500 ICBMs em cerca de 3 bases localizadas primariamente ao norte dos estados das Montanhas Rochosas. Estes são da variante única do ICBM LGM-30 Minuteman III. Mísseis Peacekeeper (mantenedor da paz) foram planejados em 2005. Mísseis balísticos de submarinos Tipos específicos de mísseis balísticos de submarinos incluem: • Classe George Washington • Classe Ethan Allen • Classe Lafayette • Classe Benjamin Franklin • Classe Ohio • Classe Resolution • Classe Vanguard • Classe Typhoon • Classe Delta IV • Classe Le Redoutable • Classe Triomphant • Classe Xia
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