Dentro de um reator nuclear, durante todo o processo de fissão do urânio para geração de energia elétrica, é emitido um fluxo elevado de neutrinos – partículas subatômicas de carga neutra e de massa extremamente pequena que, por causa da sua fraca interação com a matéria, escapam livremente pela cúpula de concreto. Convém esclarecer ao leitor que esta radiação é inócua para o ser humano e a natureza. Mas por que, então, cientistas estão instalando detectores de neutrinos a 60 metros do reator de Angra 2?

“Um dos objetivos é utilizar os neutrinos para monitorar o estado de atividade do reator nuclear, fornecendo medidas da potência liberada para a queima do combustível [o urânio] e alertando quanto a níveis críticos. Esses parâmetros podem ser colhidos de forma independente da central de controle e contribuiriam para garantir a eficiência e a segurança da usina”, explica o professor Ernesto Kemp, do Departamento de Raios Cósmicos do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp.

O outro objetivo do projeto, acrescenta o pesquisador, está ligado com uma questão de segurança mundial: a de salvaguardas para a não-proliferação de armas nucleares. “No ciclo de queima de urânio para gerar energia, vai-se produzindo plutônio, que é a matéria-prima para bombas atômicas. A partir da quantidade inicial de urânio e medindo as potências com que o reator trabalhou durante o processo, saberemos o quanto resultou de plutônio”.

Segundo Ernesto Kemp, as operadoras de usinas, mesmo em países que não assinaram o tratado para uso pacífico da tecnologia nuclear, como os Estados Unidos, seguem a regra de informar a quantidade retirada e armazenada de plutônio à Agência Internacional de Energia Atômica (organismo da ONU que reúne os países signatários). “O detector de neutrinos permitiria averiguar a consistência das declarações prestadas à Agência”.

O docente do IFGW recorda que desde o fim da corrida armamentista, os restos da queima de combustível são acondicionados em contêineres protegidos contra radiação e geralmente estocados em túneis cavados nas montanhas – ou mesmo em grandes piscinas protegidas dentro da contenção de concreto, como em Angra dos Reis. Bastariam vinte quilos para fabricar uma bomba. “Mas é bom deixar claro que o reator que temos no Brasil, ao contrário de outros no mundo, não produz o plutônio pronto para uso bélico. Ele precisa ser processado e o país não tem condições, nem interesse nisso”.

Liderança da Unicamp
O projeto Neutrinos-Angra é liderado pela Unicamp e pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e foi viabilizado em convênio tripartite com a Eletronuclear, subsidiária da Eletrobrás criada para construir e operar as usinas termonucleares do país. Participam do projeto pesquisadores da USP, Universidade Federal do ABC, PUC-RJ, Universidade Federal da Bahia (UFBA) e Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS). Incluindo os pós-graduandos, o grupo brasileiro chega a 30 pessoas, havendo ainda colaboradores da Itália, França e EUA.

Ernesto Kemp informa que o principal do financiamento da pesquisa vem da Finep: quase R$ 1 milhão para apresentar os primeiros resultados científicos até 2010. “Os recursos foram liberados no final de 2007, mas ainda utilizamos pouco, devido à dificuldade de adequar o projeto aos níveis de segurança de Angra 2, que são altíssimos. Não era possível, por exemplo, se aproximar do reator com dispositivos que dependam de alta tensão ou produtos inflamáveis, quando os nossos são todos com essas características”.

Somente em outubro passado, depois de a Eletronuclear avaliar criteriosamente a questão da segurança, é que se iniciou a montagem de um laboratório dentro de um contêiner quase colado à redoma de concreto. “Este projeto interessou pessoalmente ao presidente da Eletronorte, almirante Othon Luiz Pinheiro da Silva, que tem interesse por pesquisas e liderou o desenvolvimento do motor do submarino nuclear brasileiro. Ele gostou da idéia de usar a estrutura da empresa para uma aplicação científica”.

De acordo com o pesquisador da Unicamp, o grupo desenvolveu um sistema de controle remoto das sondas do laboratório e algumas atividades de monitoramento já foram iniciadas. “Estamos medindo, por exemplo, toda a radiação ambiente que não venha do reator. É preciso conhecer muito bem o que acontece ao redor, a fim de diferenciar o fluxo de neutrinos que vem realmente da queima do urânio. Ter um laboratório funcionando depois de três anos de projeto no papel é um marco”.

Tecnologia nacional
Um aspecto importante do projeto Neutrinos-Angra, como ressalta Kemp, é a geração de uma demanda por produção de tecnologia nacional. “O detector que estamos instalando é um aparato com vários subsistemas: o detector de neutrinos na parte central, seguido de uma blindagem contra radioatividade externa e uma última camada para detectar eventos de raios cósmicos que poderiam falsear um evento de neutrinos. Trata-se de um cubo com 3,5 metros em cada face”.

O professor do IFGW afirma que o objetivo é compactar este aparato para facilitar seu transporte, sem prejuízo da robustez, precisão e funcionamento que dispense a assistência constante de um operador. Um avanço obtido é um módulo que capta os sinais elétricos vindos do detector de neutrinos, transformando-os em arquivos de dados para análise em computador. “Este equipamento de eletrônica é encontrado no mercado, mas em três módulos individuais, ao preço de três mil euros cada. Produzimos um único módulo que engloba as três funções, com custo muito menor”.

O módulo em fase final de testes foi projetado por engenheiros do CBPF, em parceria com Kemp, com a colaboração do Cenpra (Centro de Pesquisas Renato Archer) na parte de microeletrônica. “Além disso, há empresas privadas de Campinas interessadas em produzir layout de circuitos, atendendo à nossa expectativa de promover demandas tecnológicas para impulsionar a indústria local. Muito do que importávamos, já produzimos aqui”.

De qualquer forma, Ernesto Kemp observa que não se deve desviar o foco do experimento, que está na chamada física de anti-neutrinos aplicada para monitoramento de reatores nucleares. “Vejo uma valiosa oportunidade de aplicar os conhecimentos sobre um fenômeno que estava apenas na esfera da ciência básica, que se interessa pelas propriedades da matéria. É o ciclo natural da ciência: por vezes, não temos a menor idéia do porquê de um fenômeno; tempos depois, inevitavelmente, tiramos dele uma aplicação tecnológica”.