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Física

Usinas Nucleares

Miguel Bertelli
Publicado por Miguel Bertelli
Última atualização: 24/9/2019

Introdução

Uma usina nuclear é uma instalação responsável por fornecer energia elétrica através de isótopos radioativos. Um dos meios mais eficientes na produção de energia elétrica, também ocupando um espaço menor se comparado a outros tipos de usinas para produção de energia.

Atualmente mais de 30 países possuem usinas nucleares, e esse número vem aumentando cada vez mais.

Qual é a fonte de energia?

Em maioria, as usinas nucleares utilizam núcleos de Urânio-235, um isótopo instável. O urânio é colocado dentro de varetas, onde ficam selados, e o mesmo é chamado de elemento combustível. Durante o processo de fissão, ocorre a liberação de calor, e essa energia térmica que é utilizada para gerar energia.

Fissão nuclear

O Urânio-235 é bombardeado por um nêutron, e assim ocorre o processo de fissão, em que o núcleo se divide em outros dois núcleos que são elementos diferentes do urânio, e junto ocorre a liberação de mais nêutrons e energia

Um exemplo da reação pode ser vista abaixo:

Os nêutrons liberados também podem vir a bombardear outros núcleos de urânio, fazendo com que a reação ocorra em cadeia.

Funcionamento de uma usina nuclear

Imagem de Creative Commons sob a licença https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/legalcode

Existem encanações ao redor do elemento combustível em que passa água, essa água é aquecida pelo processo de fissão à 320ºC e ela não sofre o processo de ebulição por estar sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica. Esse circuito é chamado de primário.

O circuito primário entra em contato com o circuito secundário, e esses dois circuitos são independentes. A água do circuito secundário é aquecida, e o vapor movimenta a turbina que vai fazer funcionar o gerador elétrico.

Esse vapor passa por um condensador, que é resfriado utilizando a água do mar, e continua circulando no circuito secundário. A água do mar forma o terceiro circuito, e em nenhum momento a água presente em cada um dos circuitos entra em contato com a água em outros circuitos.

Suas vantagens e desvantagens

Vantagens

Uma imensa vantagem que as usinas nucleares têm sobre outras usinas é a eficiência. Por exemplo, 453 gramas de carvão produzem 1 quilowatt hora (kWh), enquanto a mesma quantidade de Urânio pode produzir até três milhões de quilowatt hora (kWh).

Outra vantagem é o espaço ocupado, uma usina nuclear é relativamente pequena comparada à uma hidrelétrica. As usinas nucleares são consideradas fontes de energia limpa, pois não prejudicam tanto o meio ambiente, e não emitem gases que contribuem para o efeito estufa.

Desvantagens

A principal desvantagem é gravidade de um potencial acidente. Mesmo com todos os sistemas de segurança que essas usinas possuem, temos um histórico de acidentes ao longo da história, como por exemplo o acidente nuclear de Chernobyl, e o acidente nuclear de Fukushima.

Outra desvantagem é o aquecimento de águas do oceano, provocando mudanças no bioma marítimo ao redor da usina nuclear.

Usinas nucleares no Brasil

Cerca de 3% da energia elétrica do Brasil é gerada por usinas nucleares. Essa energia é gerada por dois reatores instalados na cidade de Angra dos Reis - RJ. A empresa encarregada se chama Eletronuclear. Um terceiro reator começou a ser construído em junho de 2010, porém como houve interrupções da obra, o início de operação está adiado para o ano de 2024. O nome dado ao complexo com os 3 reatores é Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto.

Angra 1

O primeiro reator nuclear do Brasil é chamado de Angra 1, sua construção teve início em 1972, e sua operação começou em 1984. A potência elétrica nominal bruta de Angra 1 é de 640 MW.

Angra 2

A construção de Angra 2 começou em 1976, mas a usina só entrou em operação em 2001. A potência elétrica nominal bruta de Angra 2 é de 1300 MW.

Referências

http://www.eletronuclear.gov.br/Sociedade-e-Meio-Ambiente/Espaco-do-Conhecimento/Paginas/Energia-Nuclear.aspx

http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-aplicacoes.pdf


Exercícios

Exercício 1
(ENEM/2003)

Na música “Bye, bye, Brasil”, de Chico Buarque de Holanda e Roberto Menescal, os versos

“puseram uma usina no mar

talvez fique ruim pra pescar”

poderiam estar se referindo à usina nuclear de Angra dos Reis, no litoral do Estado do Rio de Janeiro. No caso de tratar-se dessa usina, em funcionamento normal, dificuldades para a pesca nas proximidades poderiam ser causadas:

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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