Energia nuclear

Energia Nuclear

Átomos de alguns elementos tem a característica de transformar massa em energia, através de reações nucleares, há dois modos de conseguir essa energia por fissão que é quando pega-se um núcleo atômico e divide em uma ou mais partes, e fusão que é quando pega-se dois ou mais núcleos atômicos e os unem para produzir um novo elemento. A fissão nuclear é o principal método empregado para gerar energia elétrica em usinas nucleares, os elementos mais utilizados para produzir essa energia são o Urânio e o Plutônio.

No começo a energia nuclear foi usada para fins militares, porem, depois das experiências desastrosas de Hiroshima e Nagasaki, passou a usá-la para fins pacíficos, sendo a principal para gerar de energia elétrica.

A energia nuclear gera cerca de 14% da energia elétrica do mundo, mais de 400 países a utilizam, principalmente na França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Sul entre outros.

O maior parque nuclear do mundo esta localizado nos Estados unidos com 104 usinas em operação, o segundo e na França com 58 e o terceiro no Japão com 50.

Como funciona um Reator Nuclear

A energia liberada na fissão de 1 quilograma de urânio em uma usina nuclear corresponde a mesma que se produz com 150 toneladas de carvão mineral, isso já demonstra a eficiência deste método em relação aos que utilizam, carvão mineral, gás natural e petróleo.

O núcleo atômico do Urânio 235 é atingido por nêutrons livres, ele se divide em outros núcleos mais leves, libera energia e nêutrons que atingem outros núcleos e os dividem  liberando mais nêutrons, essa reação não para mais, se torna uma reação em cadeia. Esses subprodutos criados da fissão podem ser, por exemplo, o IODO 131 e CÉSIO 137 que são radioativos. A partir dessa reação nuclear tira-se a energia que é utilizada para gerar energia elétrica.[pic 1]

Há dois modelos de Reatores Nuclear:

O BWR (Boiling Water Reactor – Reator de Agua Fervente) e o PWR (Pressurized Water Reactor – Reator de Agua Pressurizada). O funcionamento do BWR ocorre da seguinte forma, dentro do núcleo do reator onde esta ocorrendo a fissão nuclear há a entrada de agua liquida que circula dentro dele, esta agua é aquecida e evapora pela energia da reação. Esse vapor vai pela tubulação até chegar a turbina que fará com que ela se movimente e gere energia mecânica, essa energia é transmitida até um gerador através de um eixo, e esse gerador transforma a energia mecânica  em energia elétrica. Após movimentar as turbinas o vapor passa pelo condensador, onde é resfriado pela água fria do mar ou de um rio e é novamente enviada para o núcleo do reator. Deve-se ressaltar que, agua que circula pelo núcleo do reator é extremamente radioativa, pois está em contato direto com o material nuclear.

[pic 2]

O funcionamento do modelo PWR é parecido com o BWR, dentro do núcleo do reator onde ocorre a fissão nuclear gera energia que aquece a água que circula dentro do sistema primário a uma temperatura por volta de 320°C, porem, essa água não entra em ebulição e evapora um pressurizador a mantem sob uma pressão 157 vezes maior do que da atmosfera evitando que ela evapore. Através de tubulações essa água do sistema primário aquece a água do sistema secundário transformando-a em vapor, esse vapor vai pela tubulação até chegar a turbina e fará com que ela se movimente e gere energia mecânica, essa energia é transmitida até um gerador através de um eixo, e esse gerador transforma a energia mecânica  em energia elétrica. Após movimentar as turbinas o vapor passa pelo condensador, onde é resfriado pela água fria do mar ou de um rio e é novamente enviada para o núcleo do reator.

[pic 3]

Há outros componentes que constituem um reator, tanto o BWR quanto o PWR:

• Combustível – na maioria das vezes utilizam-se varetas com pastilhas de Urânio 235 dentro.
• Barras de Controle – ajustam a velocidade de reação, são feitas de materiais que absorvem nêutrons, como o Cádmio, Háfnio ou Boro elas são movidas para dentro e para fora absorvendo mais ou menos nêutrons.
• Moderadores – são substancias que evita que os nêutrons se movam muito rápido, os mais utilizados são água, água pesada ou grafite.
• Estrutura de Contenção – uma estrutura de 1 metro de espessura feita de aço e concreto que reveste todo o sistema.
• Bombas de Agua: que faz com que a agua circule pelos sistemas.

Vantagens e Desvantagens da Energia Nuclear

A energia nuclear é mais limpa do que as outras, quando estamos falando em emissão de gases tóxicos como CO2 e Metano por exemplo.

Precisa-se de uma pequena quantidade de uranio para produzir a mesma quantidade de energia que seria obtida através de grandes quantidades de carvão, petróleo ou gás natural.

Em países que necessitam de muita energia elétrica, porem não tem outros métodos para obtê-la, podem utilizar um usina termonuclear.