[UFSCar 2008] A geração de energia elétrica por r...

04 UFSCar 2008 - Química

A geração de energia elétrica por reatores nucleares vem enfrentando grande oposição por parte dos ambientalistas e da população em geral ao longo de várias décadas, em função dos acidentes ocorridos nas usinas nucleares e da necessidade de controle dos resíduos radioativos por um longo período de tempo. Recentemente, o agravamento da crise energética, aliado à poluição e ao efeito estufa resultantes do uso de combustíveis fósseis e à redução dos resíduos produzidos nas usinas nucleares, tem levado até mesmo os críticos a rever suas posições. O funcionamento da maioria dos reatores nucleares civis baseia-se no isótopo $235$ do urânio, $_{92}^{235} U$ . O urânio natural apresenta uma distribuição isotópica de aproximadamente $0, 72%$ de $^{235}$ U e $99, 27%$ de $^{238}$ U. Para sua utilização em reatores, o urânio deve ser enriquecido até atingir um teor de $3$ a $4%$ em $^{235} U$ . Um dos métodos utilizados nesse processo envolve a transformação do minério de urânio em $U_{3} O_{8}$ sólido (“yellow cake”), posteriormente convertido em $U O_{2}$ sólido e, finalmente, em $U F_{6}$ gasoso, segundo as reações representadas pelas equações:

$U O_{2}_{(S)} + 4 H F_{(g)} \to U F_{4}_{(S)} + 2 H_{2} O_{(g)} (rea \overset{c}{¸} \overset{a}{˜} o 1)$

$U F_{4}_{(S)} + F_{2}_{(g)} \to U F_{6}_{(g)} (rea \overset{c}{¸} \overset{a}{˜} o 2)$

$U O_{2}_{(S)} + 4 H F_{(g)} + F_{2}_{(g)} \to U F_{6}_{(g)} + 2 H_{2} O_{(g)} (rea \overset{c}{¸} \overset{a}{˜} o global)$

Com relação ao processo de transformação de $U O_{2} (s)$ em $U F_{6 (g)}$ , pode-se afirmar que:

As reações 1 e 2 envolvem processos de óxido-redução.

Apenas a reação 1 envolve processo de óxido-redução.

O agente oxidante na reação 2 é o

U F_{4}

sólido.

O agente redutor da reação global é o

H F

gasoso.

Na reação global estão envolvidos os estados

+ 4 e + 6

do urânio.