O governo australiano acaba de declarar uma acordo de defesa histórico com os Estados Unidos e o Reino Unido, que verá uma nova frota de submarinos com propulsão nuclear patrulhar nossas costas e águas circundantes.
A pesquisa sobre a propulsão nuclear de embarcações marítimas começou na década de 1940 com o alvorecer da “era nuclear”. Desde então, apenas seis nações possuíram e operaram submarinos nucleares: China, França, Índia, Rússia, Reino Unido e os EUA.
Considerando que a Austrália acabou de rasgar um contrato de A $ 90 bilhões para construir um novo arsenal dos submarinos convencionais, o anúncio de ontem provavelmente será uma surpresa para muitos.
Então, o que há de “nuclear” em um submarino nuclear? A primeira coisa a dizer é que um submarino com propulsão nuclear não é uma arma nuclear.
Na superfície, eles se parecem com qualquer outro submarino. A principal diferença está na forma como são alimentados.
Nos primeiros dias da pesquisa atômica, os cientistas perceberam rapidamente que as enormes quantidades de energia liberadas pela “divisão do átomo” podem ser aproveitadas para gerar eletricidade. Reatores nucleares dentro de usinas de energia têm alimentado residências e indústrias em todo o mundo há 70 anos. Da mesma forma, cada submarino nuclear extrai energia de seu próprio reator nuclear em miniatura a bordo.
No coração de cada átomo está um núcleo atômico, feito de prótons e nêutrons. O número de prótons define a qual elemento químico esse átomo pertence; núcleos com o mesmo número de prótons, mas com números variados de nêutrons, são chamados de isótopos desse elemento.
Alguns núcleos muito pesados são altamente suscetíveis a um processo conhecido como fissão nuclear, pelo qual eles se dividem em dois núcleos mais leves com um massa total menor que o núcleo original. O restante é convertido em energia.
A quantidade de energia liberada é imensa, como podemos ver na famosa equação de Einstein, E=mc², que nos diz que a energia é igual à mudança na massa multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz!
Os reatores de um submarino com propulsão nuclear são normalmente abastecidos com urânio. O urânio natural extraído do solo consiste principalmente em um isótopo chamado urânio-238, misturado com pequenas quantidades (0,7%) do isótopo-chave urânio-235.
Para que o reator funcione, o combustível de urânio deve ser “enriquecido” para conter a proporção desejada de urânio-235. Para submarinos, isso é normalmente cerca de 50%. O grau de enriquecimento de combustível é um fator crucial na manutenção de uma reação em cadeia que dá um nível consistente e seguro de produção de energia.
Dentro do reator, o urânio-235 é bombardeado com nêutrons, fazendo com que alguns dos núcleos sofrer fissão nuclear. Por sua vez, mais nêutrons são liberados e o processo continua em uma chamada “reação em cadeia nuclear”. A energia é emitida como calor, que pode ser usado para acionar turbinas que geram eletricidade para o submarino.
Diagrama conceitual de uma reação em cadeia de fissão nuclear.
ANU, O autor forneceu
Quais são os prós e os contras de se tornar nuclear?
Uma grande vantagem dos submarinos com propulsão nuclear é que eles não precisam de reabastecimento. Quando um deles entrar em serviço, será comissionado com combustível de urânio suficiente para durar mais de 30 anos.
A alta eficiência da energia nuclear também permite que esses submarinos operem em alta velocidade por períodos mais longos do que o convencional submarinos diesel-elétricos. Além disso, ao contrário da combustão de combustível convencional, as reações nucleares não requerem ar. Isso significa que os submarinos nucleares podem ficar submersos em profundidades profundas por meses a fio, o que lhes dá melhores capacidades de furtividade e permite implantações mais remotas e mais longas.
A desvantagem é o custo impressionante. Cada submarino nuclear custa normalmente vários bilhões de dólares para ser construído e requer uma força de trabalho altamente qualificada com experiência em ciência nuclear. Com seus programas de treinamento dedicados oferecidos por universidades de classe mundial e agências governamentais, a Austrália está bem situada para atender às demandas crescentes neste espaço e também se beneficiará da experiência existente do Reino Unido e dos EUA por meio do novo pacto de segurança trilateral.
Neste estágio, os detalhes sobre a origem do combustível não são claros. Embora a Austrália tenha um amplo suprimento de urânio no solo, ela não tem capacidade para enriquecer ou fabricar o combustível do reator, que poderia ser obtido no exterior.
O que acontecerá com o combustível usado? A Comissão Real do Ciclo de Combustível Nuclear de 2015 encontrou viabilidade comercial para instalações de armazenamento e eliminação de resíduos radioativos de longo prazo no Sul da Austrália. Se isso acontecer, sem dúvida estará sujeito a deliberações nos níveis de governo local e federal nos próximos anos.
Equívocos populares
Vou dizer novamente. Este não é um apelo da Austrália para implantar armas nucleares em nossas águas. Para que o urânio seja designado como “grau de armamento”, ele precisa ser enriquecido para mais de 90% de urânio-235-o combustível para um submarino com propulsão nuclear não chega perto.
Em qualquer caso, Austrália nunca produziu uma arma nuclear e é parte de tratados de não proliferação nuclear e regimes internacionais de controle de exportação, incluindo o Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares e Iniciativa de Não Proliferação e Desarmamento .
A vantagem tática dos submarinos vem de sua furtividade e capacidade de localizar alvos secretamente sem detecção.
Manter a segurança, tanto para a tripulação quanto para o ambiente natural, é crucial a bordo de qualquer embarcação marítima. Filmes de Hollywood como K19: The Widowmaker , em que um submarino nuclear funciona mal em sua viagem inaugural, influenciam nossas emoções e nosso medo instintivo da radiação nuclear.
Mas os avanços nos controles e procedimentos de segurança modernos significam que acidentes com reatores em submarinos estão agora remetidos ao passado.
Os resultados estratégicos e geopolíticos desta política decisão ainda está para ser visto. Mas uma coisa já está clara: o mais recente empreendimento de política externa da Austrália é também uma forte adoção da ciência nuclear. 
AJ Mitchell , Research bolsista, Australian National University
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .
