Energia Nuclear

Introdução

Desde que existe vida humana, que esta depende totalmente do meio ambiente, e dos seus recursos. O Homem consome, e depende cada vez mais dos bens materiais, é este elevado consumo que exige demasiado da Natureza, e dos recursos que esta possuí.

Actividades como, o desenvolvimento industrial, a expansão dos transportes e o crescimento demográfico, não têm parado de aumentar, que por sua vez causa o elevado aumento dos consumos mundiais, embora de forma desigual, fazendo com que cada vez mais se recorra aos recursos energéticos não renováveis e renováveis que nos fornecem energia.

O Homem, de hoje em dia, serve-se cada vez mais dos recursos não renováveis, devido aos elevados custos e a pouca rentabilidade dos recursos renováveis.

A energia Nuclear e a sua possibilidade de utilização, que possuí elevados riscos, mas em contrapartida também possuí benefícios, faz com que esta esteja a gerar variadas discussões a níveis internos e externos do país. Esta é vista como uma possível fuga ao alto consumo, e dependência do petróleo, mas como todas as outras energias teremos de fazer um balancete dos seus prós e contras.

Energia Nuclear

A energia nuclear está no núcleo dos átomos, nas forças que mantém unidos os seus componentes – as partículas subatómicas. Esta é libertada sob a forma de calor e energia electromagnética pelas reacções nucleares.

Esta energia provém do urânio, principalmente, mas também pode ser do tório e do plutónio, se bem que nos principais casos e do urânio.

Recurso Energético utilizado

Existem dois tipos de recursos energéticos utilizados para produzir energia nuclear, o urânio e o Tório, dois mineiros radioactivos, embora seja o urânio o mais utilizado e conhecido, devido as reservas de urânio serem abundantes, o que não se põe em causa o seu esgotamento a curto – médio prazo. O urânio é utilizado como combustível nos reactores nucleares, sob a forma de óxido, de liga metálica, ou ainda, de carboneto.

Certos reactores utilizam o urânio natural, mas a grande maioria, como o caso dos reactores moderados e arrefecidos com água normal, que equipam mais de dois terços das centrais nucleares usam como combustível, o urânio enriquecido.

O urânio é um elemento químico de símbolo U e de massa igual a 238 (92 protões e 146 neutrões). O urânio quando se encontra á temperatura ambiente encontra-se no estado sólido, este foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioactividade, foi descoberto em 1978.

A mais importante aplicação do urânio é a energética.

Principais Produtores e consumidores de Urânio

Fissão Nuclear

A fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos atómicos grandes em núcleos atómicos menores, libertando assim uma grande quantidade de energia. Esta fissão nuclear ocorre através do bombardeamento do núcleo atómico pesado e instável com neutrões, esta fissão raramente ocorre de forma espontânea na natureza. Este processo, em reacção em cadeia, tem de ser realizado de forma controlada em condições de segurança absoluta, pois caso contrário pode provocar terríveis acidentes libertando altos níveis de radiactividade, este processo deve ser realizado no reactor nuclear, que é uma peça fundamental numa central nuclear.

. O urânio – 235, por exemplo, ao ser bombardeado com neutrões, reparte-se em dois núcleos atómicos mais pequenos.

. Este processo realizado de forma sucessiva é denominado de reacção em cadeia. Esta reacção em cadeia denominada de controlada, é o processo utilizado num reactor nuclear.

Funcionamento de centrais Nucleares

O grande objectivo das centrais nucleares é controlar as reacções nucleares em cadeia de modo a que a energia seja libertada de forma gradual sob a forma de calor. Tal como nas centrais que usam combustíveis fosseis, o calor é usado para ferver água de modo a produzir vapor, que por sua vez irá fazer funcionar uma turbina, conseguindo assim gerar energia eléctrica.

Funcionamento de um reactor Nuclear:

Combustível

Num reactor nuclear são combinados o combustível e o emprego de um material moderador. Por norma, o urânio serve de combustível com o conteúdo de 3% de urânio – 235, quase sempre sobre a forma de dióxido de urânio, que posteriormente é prensado em forma de grandes pastilhas que posteriormente são introduzidos em grandes tubos, com vários metros de comprimento, fabricados com ligas especiais.

Tubos

Os tubos têm como função evitar que os produtos que resultam da combustão do urânio, parte gasosos e altamente radioactivos, contaminem o interior do reactor. Estes resíduos não podem chegar ao liquido refrigerante do reactor, pois caso estes alcancem o líquido refrigerador e haja um fuga destes mesmos líquidos irá haver um grave contaminação do ambiente

Material Moderador

O material moderador durante a reacção com o urânio – 235 liberta elevadas quantidades de neutrões, este enorme fluxo chega ao moderador que rodeia os módulos de combustível ou até que está misturado em parte com este, reduzindo-o, e controlando a reacção.

Os moderadores líquidos têm uma função de grande importância, devido á sua acção como meio refrigerante. Este tipo de moderadores não só absorvem a energia térmica libertada pelo abrandamento dos neutrões, mas também arrefece os módulos de combustível aquecidos durante a reacção.

Barras de controlo

As barras de controlo que são introduzidas no núcleo do reactor, compostas de um material que absorve parte dos neutrões libertados durante a reacção em cadeia. Ao retirar e ao introduzir estas barras de controlo consegue-se regular as flutuações no desenvolvimento da reacção, e existe a possibilidade de se conseguir que os módulos de combustível sejam utilizados de forma uniforme. A principal, e sem duvida a mais importante função das barras de controlo é a de fazer cessar as reacções nucleares em cadeia em caso de existência de perigo.

No núcleo do reactor nuclear estão presentes o combustível nuclear e as barras de controlo

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