O que é a Engenharia Nuclear?

A engenharia nuclear trata da aplicação prática da energia nuclear numa variedade de configurações. Saiba o que é esta ciência.

Algumas dessas aplicações incluem usinas nucleares de energia, sistemas de propulsão de submarinos, equipamentos médicos de diagnóstico, produção de alimentos, armas nucleares e instalações de eliminação de resíduos radioactivos.

Os engenheiros nucleares trabalham para aproveitar a energia liberada a partir de reações nucleares. Enquanto a área de engenharia nuclear se ramificou numa série de categorias especializadas, o seu maior crescimento tem sido no desenvolvimento de usinas nucleares.

A energia nuclear fornece atualmente 13 por cento da eletricidade do mundo, segundo a American Society of Mechanical Engineers (ASME). Mais de 430 usinas nucleares estão em operação em 31 países ao redor do mundo; 100 deles estão nos Estados Unidos.

História da engenharia nuclear

A era nuclear começou em 1939, quando dois físicos alemães, Otto Hahn e Fritz Strassman, dividiram um átomo de urânio. Continuando as suas pesquisas, Lise Meitner, um físico nascido na Áustria que tinha fugido para a Suécia após a invasão de seu país por Hitler, percebeu que a divisão também tinha liberado energia, num processo conhecido como fissão.

Advertiu em carta assinada por vários cientistas, incluindo Albert Einstein, que a Alemanha poderia desenvolver uma arma poderosa, e os Estados Unidos lançaram o Projeto Manhattan, um esforço ultra-secreto para criar uma bomba atômica. Após esse esforço bem sucedido, o país lançou duas bombas atômicas sobre o Japão em 1945, pondo fim à Segunda Guerra Mundial.

Durante e após a guerra, muitos físicos fizeram grandes contribuições para o avanço da teoria atômica, enquanto alguns outros colocaram essas teorias em prática. Esses físicos podem não ter sido engenheiros, mas foram os primeiros praticantes de engenharia nuclear. Algumas das figuras mais proeminentes no início da era nuclear incluem:

• Leo Szilard (pesquisador do Projeto Manhattan, onde ajudou a construir o primeiro reator nuclear)
• Enrico Fermi (obteve a primeira reação nuclear em cadeia auto-sustentável)
• Ernest Lawrence (inventou o ciclotron, um tipo de acelerador de partículas)
• Robert Oppenheimer (liderou a equipe que construiu a primeira bomba atômica)
• Walter Zinn (supervisionou a construção do primeiro reactor nuclear experimental)
• Edward Teller (ajudou a desenvolver a bomba de hidrogênio)
• Andrei Sakharov (desenvolveu a bomba de hidrogênio para a União Soviética)

Depois da guerra, os físicos exploraram usos pacíficos da energia nuclear. Além das suas muitas realizações, a engenharia nuclear também teve uma série de falhas catastróficas. Alguns dos exemplos mais infames incluem a usina de Three Mile Island, na Pensilvânia, e a usina central nuclear de Chernobil, na Ucrânia (antigamente parte da União Soviética) e Fukushima Daiichi, no Japão.

O que faz um engenheiro nuclear?

Cerca de um terço dos engenheiros nucleares trabalham na geração de energia elétrica. Outros empregadores de engenheiros nucleares incluem empreiteiros de construção, fabricantes de equipamentos, hospitais e clínicas, empreiteiros da defesa, e empreiteiros de pessoal do governo. Os engenheiros nucleares trabalham em várias instituições governamentais, tais como centros de saúde, agências reguladoras, laboratórios nacionais e militares. As funções de um engenheiro nuclear tipicamente incluem:

• O desenvolvimento de equipamentos nucleares, como núcleos dos reatores e proteção contra radiações
• Monitoramento da usina nuclear para garantir cumprimento das normas de segurança
• Escrever instruções para o manuseamento e eliminação de resíduos nucleares
• Testar se os métodos de utilização de material nuclear são aceitáveis
• Exercer uma ação corretiva em caso de emergência
• Examinar acidentes nucleares e coletar dados que possam ser usados ​​para prevenir futuros acidentes

A segurança é a principal preocupação dos engenheiros nucleares. Os engenheiros nucleares são responsáveis ​​pela prevenção de acidentes através da concepção e formação adequada; proteção por meio de sistemas de monitoramento e controle, sistemas de desligamento e resfriamento ativos; e mitigação para limitar as consequências por meio de sistemas de segurança de engenharia. 

Os engenheiros nucleares também são responsáveis ​​por garantir o manuseio seguro de materiais radioativos, de acordo com um grande número de regulamentos federais. Esta responsabilidade inclui a exposição de monitoramento para os trabalhadores em instalações nucleares e para os pacientes e funcionários em serviços de saúde.

A engenharia nuclear requer várias habilidades críticas, incluindo uma compreensão profunda da física nuclear, química nuclear, matemática e implica conhecimento dos materiais. Cada vez mais, os engenheiros nucleares dependem de sistemas de desenho assistido por computador (CAD) para projetar sistemas e equipamentos.

Eles também devem estar familiarizados com equipamentos de controle informatizado de reatores e aceleradores, bem como simulações de computador para modelar uma variedade de sistemas e equipamentos. [Livescience]