A ciência da energia nuclear




O que é a Energia Nuclear?


A energia nuclear é uma forma de energia libertada do núcleo dos átomos, composto de protões e neutrões. Esta fonte de energia pode ser produzida de duas formas: fissão – quando os núcleos dos átomos se dividem em várias partes – ou fusão – quando os núcleos se fundem.

A energia nuclear aproveitada pelo mundo hoje para produzir electricidade é a fissão nuclear, pois a tecnologia para gerar eletricidade a partir da fusão está em fase de desenvolvimento.

O que é a fissão nuclear?


A fissão nuclear é uma reacção em que o núcleo de um átomo se divide em dois ou mais núcleos menores, enquanto liberta energia.

Por exemplo, quando atingido por um neutrão, o núcleo de um átomo de urânio-235 divide-se em dois núcleos menores, por exemplo, um núcleo de bário e um núcleo de criptónio e dois ou três neutrões. Esses neutrões extras atingirão outros átomos de urânio-235 circundantes, que também se dividirão e gerarão neutrões adicionais num efeito multiplicador, gerando uma reacção em cadeia numa fração de segundo.

Cada vez que a reação ocorre, há uma libertação de energia na forma de calor e radiação. O calor pode ser convertido em electricidade numa central nuclear, da mesma forma que o calor de combustíveis fósseis, como carvão, gás e petróleo, é usado para gerar eletricidade.

Como funciona uma central nuclear?


Dentro das centrais nucleares, os reactores nucleares e os seus equipamentos contêm e controlam as reacções em cadeia, mais frequentemente alimentadas pelo urânio-235, para produzir calor por meio da fissão. O calor aquece o agente de arrefecimento do reactor, normalmente água, para produzir vapor. O vapor é então canalizado para girar turbinas, activando um gerador eléctrico para criar eletricidade com baixas emissões de carbono.

Mineração, enriquecimento e descarte de urânio


O urânio é um metal que pode ser encontrado em rochas de todo o mundo. O urânio tem vários isótopos naturais, que são formas de um elemento que diferem em massa e propriedades físicas, mas com as mesmas propriedades químicas. O urânio tem dois isótopos primordiais: urânio-238 e urânio-235. O urânio-238 compõe a maior parte do urânio do mundo, mas não pode produzir uma reacção em cadeia de fissão, enquanto o urânio-235 pode ser usado para produzir energia por fissão, mas constitui menos de 1% do urânio do mundo.

Para tornar o urânio natural mais propenso à fissão, é necessário aumentar a quantidade de urânio-235 numa determinada amostra por meio de um processo chamado enriquecimento de urânio. Uma vez enriquecido, o urânio pode ser usado efectivamente como combustível nuclear em centrais de energia por três a cinco anos, após os quais ainda é radioactivo e deve ser descartado seguindo directrizes rigorosas para proteger as pessoas e o meio ambiente. O combustível usado, também conhecido como combustível irradiado, também pode ser reciclado noutros tipos de combustível para uso como novo combustível em centrais nucleares especiais.



Lixo nuclear


A operação de centrais nucleares produz resíduos com diferentes níveis de radioactividade. Estes são geridos de forma diferente dependendo do seu nível de radioactividade e finalidade.

A próxima geração de centrais nucleares, também chamadas de reactores avançados inovadores, gerará muito menos resíduos nucleares do que os reactores atuais. Espera-se que eles possam estar em construção até 2030.



Energia nuclear e mudanças climáticas


A energia nuclear é uma fonte de energia de baixo carbono, porque, ao contrário das centrais de carvão, petróleo ou gás, as centrais nucleares praticamente não produzem CO2 durante sua operação. Os reactores nucleares geram cerca de um terço da eletricidade livre de carbono do mundo e são cruciais para atingir as metas de mudança climática.


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