REATORES DE USINAS NUCLEARES
A tecnologia nuclear, utilizada nas usinas nucleares, tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear convertendo o calor emitido na reação nuclear¹ em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente (em reator nuclear²) ou descontroladamente (em bomba atômica). Uma usina nuclear pode conter vários reatores.
Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo.
¹Reação nuclear - é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou em outros elementos.
²Reator nuclear - é uma câmara de resfriamento hermética, blindada contra a radiação, onde é controlada uma reação nuclear por fissão ou fusão.
TIPOS DE REATORES NUCLEARES
Reator Nuclear de Fissão
Em um reator nuclear de fissão utiliza-se o urânio natural. O núcleo do reator é construído dentro de um forte recipiente de aço que contém varetas de combustível feitas de materiais físseis dentro de tubos. Essas varetas produzem calor enquanto o combustível sofre a fissão. Varetas de controle (geralmente de boro ou cádmio) são introduzidas e retiradas do núcleo - conforme a necessidade de estabilizar a reação - variando a corrente de nêutrons no núcleo, controlando o ritmo de fissão e, portanto, o calor produzido. As varetas estão rodeadas por um moderador que reduz a velocidade a que os nêutrons são produzidos pelo combustível. Percorrendo o núcleo corre um refrigerante (líquido ou gasoso) que, ao ser aquecido pelo calor libertado, gera vapor de água que será canalizado para turbinas.
Atualmente existem vários tipos de reatores nucleares de fissão:
LWR - Light Water Reactors: Utilizam como refrigerante e moderador a água leve (água comum) e, como combustível, o urânio enriquecido. Os mais utilizados são os BWR (Boiling Water Reactor ou reator de água em ebulição ) e os PWR (Pressure Water Reactor ou reatores de água a pressão), estes últimos considerados atualmente como padrão.
CANDU - Canada Deuterium Uranium: Utilizam como moderador água pesada (cuja molécula é composta por dois átomos de deutério e um átomo de oxigênio) e, como refrigerante, água comum (água leve). Como combustível, usam urânio comum.
FBR - Fast Breeder Reactors: Utilizam nêutrons rápidos no lugar de térmicos para o processo da fissão. Como combustível utilizam plutônio e, como refrigerante, sódio líquido. Este reator não necessita de moderador.
HTGR - High Temperature Gás-cooled Reactor: Usa uma mistura de tório e urânio como combustível. Como refrigerante, utiliza o hélio e, como moderador, grafite.
RBMK - Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny: Sua principal função é a produção de plutônio, e como subproduto gera eletricidade. Utiliza grafite como moderador, água como refrigerante e urânio enriquecido como combustível. Pode recarregar-se durante o funcionamento. Apresenta um coeficiente de reatividade positivo.
ADS - Accelerator Driven System: Utiliza uma massa subcrítica de tório. A fissão é produzida pela introdução de nêutrons no reator de partículas através de um acelerador de partículas. Ainda se encontra em fase de experimentação, e uma de suas funções fundamentais será a eliminação de resíduos nucleares produzidos em outros reatores de fissão.
A vantagem fundamental da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento de gases tóxicos na atmosfera, responsáveis pelo aumento do efeito estufa.
A tecnologia nuclear, utilizada nas usinas nucleares, tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear convertendo o calor emitido na reação nuclear¹ em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente (em reator nuclear²) ou descontroladamente (em bomba atômica). Uma usina nuclear pode conter vários reatores.
Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo.
¹Reação nuclear - é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou em outros elementos.
²Reator nuclear - é uma câmara de resfriamento hermética, blindada contra a radiação, onde é controlada uma reação nuclear por fissão ou fusão.
TIPOS DE REATORES NUCLEARES
Reator Nuclear de Fissão
Em um reator nuclear de fissão utiliza-se o urânio natural. O núcleo do reator é construído dentro de um forte recipiente de aço que contém varetas de combustível feitas de materiais físseis dentro de tubos. Essas varetas produzem calor enquanto o combustível sofre a fissão. Varetas de controle (geralmente de boro ou cádmio) são introduzidas e retiradas do núcleo - conforme a necessidade de estabilizar a reação - variando a corrente de nêutrons no núcleo, controlando o ritmo de fissão e, portanto, o calor produzido. As varetas estão rodeadas por um moderador que reduz a velocidade a que os nêutrons são produzidos pelo combustível. Percorrendo o núcleo corre um refrigerante (líquido ou gasoso) que, ao ser aquecido pelo calor libertado, gera vapor de água que será canalizado para turbinas.
Atualmente existem vários tipos de reatores nucleares de fissão:
LWR - Light Water Reactors: Utilizam como refrigerante e moderador a água leve (água comum) e, como combustível, o urânio enriquecido. Os mais utilizados são os BWR (Boiling Water Reactor ou reator de água em ebulição ) e os PWR (Pressure Water Reactor ou reatores de água a pressão), estes últimos considerados atualmente como padrão.
CANDU - Canada Deuterium Uranium: Utilizam como moderador água pesada (cuja molécula é composta por dois átomos de deutério e um átomo de oxigênio) e, como refrigerante, água comum (água leve). Como combustível, usam urânio comum.
FBR - Fast Breeder Reactors: Utilizam nêutrons rápidos no lugar de térmicos para o processo da fissão. Como combustível utilizam plutônio e, como refrigerante, sódio líquido. Este reator não necessita de moderador.
HTGR - High Temperature Gás-cooled Reactor: Usa uma mistura de tório e urânio como combustível. Como refrigerante, utiliza o hélio e, como moderador, grafite.
RBMK - Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny: Sua principal função é a produção de plutônio, e como subproduto gera eletricidade. Utiliza grafite como moderador, água como refrigerante e urânio enriquecido como combustível. Pode recarregar-se durante o funcionamento. Apresenta um coeficiente de reatividade positivo.
ADS - Accelerator Driven System: Utiliza uma massa subcrítica de tório. A fissão é produzida pela introdução de nêutrons no reator de partículas através de um acelerador de partículas. Ainda se encontra em fase de experimentação, e uma de suas funções fundamentais será a eliminação de resíduos nucleares produzidos em outros reatores de fissão.
A vantagem fundamental da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento de gases tóxicos na atmosfera, responsáveis pelo aumento do efeito estufa.
Reator Nuclear de Fusão
Em um reator de fusão, os átomos de hidrogênio se agrupam para formar átomos de hélio, nêutrons e grandes quantidades de energia. Esse é o mesmo tipo de reação utilizado pelas bombas de hidrogênio e pelo Sol. Essa seria uma fonte de energia mais limpa, segura, eficiente e abundante do que a fissão nuclear.
Há vários tipos de reações de fusão. A maioria envolve os isótopos de hidrogênio denominados deutério e trítio. Quando os átomos de hidrogênio se fundem, os núcleos são reunidos. No entanto, os prótons em cada núcleo tenderão a se repelir por terem a mesma carga (positiva).
Para obter a fusão, é necessário criar condições especiais para controlar essa tendência:
• Alta temperatura: a alta temperatura fornece energia aos átomos de hidrogênio para que eles superem a repulsão elétrica entre os prótons.
• Alta pressão: a pressão faz com que os átomos de hidrogênio sejam comprimidos.
Há duas formas de atingir as temperaturas e pressões necessárias para que a fusão de hidrogênio ocorra:
• Confinamento magnético - usa campos magnéticos e elétricos para aquecer e comprimir o plasma de hidrogênio.
• Confinamento inercial - usa feixes de laser ou de íons para comprimir e aquecer o plasma de hidrogênio.
A tecnologia para a execução desse equipamento ainda não está disponível. No momento, os reatores de fusão estão em estágio experimental em vários laboratórios pelo mundo, existindo incertezas quanto a sua viabilidade técnica e econômica. A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar as elevadas temperaturas a ele associadas.
FONTES
http://areaseg.com/vote2/html/un.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclear
http://www.infoescola.com/fisica/reatores-nucleares-de-fissao/
http://www.universitario.com.br/noticias/noticias_noticia.php?id_noticia=11060
http://www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19
Como Funciona uma Usina Nuclear
Em um reator de fusão, os átomos de hidrogênio se agrupam para formar átomos de hélio, nêutrons e grandes quantidades de energia. Esse é o mesmo tipo de reação utilizado pelas bombas de hidrogênio e pelo Sol. Essa seria uma fonte de energia mais limpa, segura, eficiente e abundante do que a fissão nuclear.
Há vários tipos de reações de fusão. A maioria envolve os isótopos de hidrogênio denominados deutério e trítio. Quando os átomos de hidrogênio se fundem, os núcleos são reunidos. No entanto, os prótons em cada núcleo tenderão a se repelir por terem a mesma carga (positiva).
Para obter a fusão, é necessário criar condições especiais para controlar essa tendência:
• Alta temperatura: a alta temperatura fornece energia aos átomos de hidrogênio para que eles superem a repulsão elétrica entre os prótons.
• Alta pressão: a pressão faz com que os átomos de hidrogênio sejam comprimidos.
Há duas formas de atingir as temperaturas e pressões necessárias para que a fusão de hidrogênio ocorra:
• Confinamento magnético - usa campos magnéticos e elétricos para aquecer e comprimir o plasma de hidrogênio.
• Confinamento inercial - usa feixes de laser ou de íons para comprimir e aquecer o plasma de hidrogênio.
A tecnologia para a execução desse equipamento ainda não está disponível. No momento, os reatores de fusão estão em estágio experimental em vários laboratórios pelo mundo, existindo incertezas quanto a sua viabilidade técnica e econômica. A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar as elevadas temperaturas a ele associadas.
FONTES
http://areaseg.com/vote2/html/un.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclear
http://www.infoescola.com/fisica/reatores-nucleares-de-fissao/
http://www.universitario.com.br/noticias/noticias_noticia.php?id_noticia=11060
http://www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19
Como Funciona uma Usina Nuclear
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Parabéns ....Muito boa a pesquisa.
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