É uma fonte energética pouco expressiva no país, tendo em vista que o potencial hidrelétrico brasileiro ainda não foi totalmente aproveitado. O Brasil busca, porém, dominar a tecnologia da geração de energia nuclear, considerando a sua importância para a segurança nacional e para o futuro do país, como fonte útil para o meio de transporte no espaço e nos mares, como é o caso do submarino nuclear em construção pela Marinha brasileira. Apesar de o desenvolvimento da física nuclear no Brasil ter começado em 1938, no Departamento de Física da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (o departamento iniciou seus estudos sobre fissão nuclear quase na mesma época em que pesquisas semelhantes ocorriam no exterior), o interesse pelas aplicações desse tipo de energia só surgiu depois do fim da II Guerra Mundial. Materializou-se a partir dos anos 50, quando o almirante Álvaro Alberto, envolvendo a comunidade científica, alertou o governo da sua importância para a segurança do país.

Dois foram os principais debates que surgiram na ocasião em relação à energia nuclear. Em primeiro lugar, discutiu-se a exportação indiscriminada, pelo Brasil, de suas reservas de minérios de importância nuclear, como o urânio e tório. A segunda questão polêmica foi a fracassada tentativa de compra, pelo Brasil, de ultracentrífugas de origem alemã, equipamentos destinados ao enriquecimento de urânio. Impedido de adquiri-las, porque às nações detentoras da tecnologia de produção do urânio enriquecido não interessava repassá-la a países em vias de desenvolvimento, o Brasil, país rico em minérios atômicos, decidiu lançar-se numa linha autônoma de pesquisas, que permitisse o uso do urânio natural. Para isso foi criado em 1951 o Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq), atualmente rebatizado de Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e, em 1956, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).

Enquanto ao CNPq caberia financiar pesquisas e a formação de pesquisadores, à CNEN foi dada a tarefa de desenvolver a utilização da energia nuclear em todas as formas de aplicação pacífica, com crescente autonomia tecnológica; garantir a segurança das usinas nucleares, das instalações do ciclo de combustível e das demais instalações nucleares e radioativas. Foram vinculados à CNEN os seguintes institutos de pesquisa e desenvolvimento nuclear: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo; o Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte; o Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD) e o Instituto de Energia Nuclear (IEN), os dois últimos no Rio de Janeiro.

No final dos anos 60, a situação brasileira em relação à tecnologia nuclear continuava, contudo, a ser de dependência em relação ao exterior. A linha de pesquisas de aproveitamento do urânio natural pouco havia avançado. Em 1969, o governo brasileiro decidiu construir uma usina nuclear na praia de Itaorna, no município fluminense de Angra dos Reis. Adquiriu um reator de urânio enriquecido nos Estados Unidos. Esta decisão foi muito criticada pelos físicos brasileiros, principalmente porque a compra se deu em regime de turn-key, o que significava um pacote fechado de equipamentos, que não permitia o acesso à tecnologia. A construção da usina, mais tarde batizada de Angra I, começou em outubro de 1972. Prevista para entrar em operação comercial em 1979, sofreu grande atraso, só sendo inaugurada em 1983.

Ainda na década de 70, o governo do presidente Ernesto Geisel assinou um amplo acordo de transferência de tecnologia nuclear com a então República Federal da Alemanha. Assinado em 1974, incluía, além da aquisição de usinas nucleares, a possibilidade de transferência das diversas tecnologias do ciclo do combustível nuclear, tais como o enriquecimento e o reprocessamento de urânio. Na realidade, o processo de enriquecimento a ser transferido, batizado de jato centrífugo, encontrava-se ainda em estudos nos laboratórios alemães, portanto sua aplicação era muito duvidosa.

Com o acordo com a Alemanha, o governo federal decidiu erguer mais duas usinas em Angra dos Reis. Batizou o complexo de Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. O reator de Angra I (com 620 MW de potência) é do tipo PWR (reator de água leve pressurizada). As duas outras unidades — Angra II e Angra III — previstas no projeto inicial somam uma capacidade total de 2.600 MW. Com reatores também de água leve pressurizada, foram adquiridas em indústrias alemãs. Angra I é a única em funcionamento até os dias de hoje. Para 1999 prevê-se a entrada em operação de Angra II.

Ao longo dos anos 80, o ambicioso programa de cooperação nuclear com a Alemanha desenhado na década anterior foi sendo gradativamente reduzido. Nesse período, o Brasil conseguiu dominar a tecnologia de algumas etapas da fabricação do combustível nuclear que periodicamente abastece a usina de Angra I.

Em setembro de 1987, porém, o governo do presidente José Sarney anunciou o domínio da tecnologia de enriquecimento de urânio por ultracentrifugação, admitindo que pesquisas alternativas e autônomas vinham ocorrendo em segredo, no IPEN, em São Paulo. De fato, um dos mais avançados resultados no campo da energia nuclear vem sendo obtido pela Marinha, que objetiva a construção de um submarino de propulsão nuclear, assim como uma tecnologia brasileira de construção de reatores nucleares.

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