Os reatores de pesquisa são usados em universidades e institutos de tecnologia, enquanto que os de potência geram energia elétrica em usinas nucleares, para uso geral.
As usinas nucleares são classificadas em função do fluido que resfria o reator. Há reatores refrigerado a gás, reatores a água fervente, reatores de água leve moderado a grafite, reatores a água pressurizada, reatores a água pesada, reatores a água leve fervente, reatores regeneradores refrigerado a metal líquido, reatores regeneradores rápido refrigerado a gás e outros.
Como toda tecnologia está em desenvolvimento, tem-se buscado sistemas mais eficientes, seguros e econômicos.
O reator nuclear da atualidade é muito ineficiente no uso do urânio. Utiliza apenas cerca de 1% de seu conteúdo energético na produção de energia. Como resultado, o U235, o isótopo de urânio usado no combustível nuclear, é rapidamente gasto.
Science Digest, de fevereiro de 1972, observou: "As usinas nucleares comuns estão consumindo tão rápido o urânio disponível que, por volta de 1980, provavelmente estaremos raspando o fundo."
Robert Nininger, da Comissão de Energia Atômica, expressou este ominoso conceito: "As coisas poderiam chegar a uma paralisação lenta a menos que possamos obter urânio no ultramar. Matematicamente, poderíamos ficar desprovidos por volta de 1982."
O reator é comparável a uma fornalha onde utilizamos o combustível nuclear para a produção do calor que vai aquecer na caldeira a água, gerando vapor para a turbina, e esta turbina, por sua vez, moverá o gerador que produz a energia elétrica. O conjunto é uma máquina térmica com a fornalha substituída pelo reator nuclear. O combustível produz o calor pela fissão e necessita de um Refrigerante, que é o veículo pelo qual o calor é retirado do reator de modo a aquecer a água e transformá-la no vapor, que acionará a turbina.
Moderador, serve para diminuir a velocidade dos nêutrons que intervêm na reação nuclear, tornando-os lentos a fim de aumentar a probabilidade de ocorrência de fissão. A moderação pode ser feita pela injeção de boro no circuito primário ou pelo uso de barras de controle.
Reatores nucleares não explodem como bombas nucleares, porque foram construídos com características diferentes. O nível de enriquecimento do combustível nuclear (3%) não é suficiente para isto. O que pode acontecer é uma explosão de origem térmica, causada por perda do controle da reação e deficiência dos sistemas de refrigeração do vaso do reator.
O reator "fast breeder" (reprodução rápida) está sendo visto como a solução para a escassez de urânio por produzir mais combustível do que utiliza. O reator reprodutor pode fazer isto, daí o nome reprodutor (breeder). Na operação do reator convencional, os átomos de U235 se dividem e formam menores elementos radioativos, bem como liberam nêutrons. Mas, os átomos de U238, ao invés de se dividirem, capturam um nêutron e são transformados em plutônio físsil.
Num reator convencional, um número relativamente pequeno de U238 captura nêutrons, assim produzindo apenas um pouco de plutônio. Mas, no reator reprodutor, mais U238 se transforma em plutônio do que a quantidade de combustível físsil consumida.
Isto se deve à velocidade em que os nêutrons viajam. No reator reprodutor, ao invés de se fazer que um material de alguma espécie desacelere os nêutrons, deixa-se que viajem rapidamente. (É por isso que é chamado de reprodução rápida.) Assim, quando os nêutrons atingem e dividem quer o U235 quer o plutônio, deslocam dos átomos físseis mais nêutrons do que ocorre num reator convencional. Isto torna mais nêutrons disponíveis para serem capturados pelo abundante U238, e, daí, há um aumento líquido na produção de plutônio, que é o combustível usado nos reatores reprodutores.
Várias versões de provas já foram construídas. Também, os soviéticos e os ingleses fizeram considerável progresso na construção de reatores reprodutores de tamanho comercial. Mas, não foi senão em janeiro de 1972 que os EUA anunciaram planos para construir seu primeiro grande reator de reprodução rápida.
Alguns crêem que seria uma corrida apertada para se colocar os reatores reprodutores em operação antes de se esgotarem as reservas de urânio. Antes disto acontecer, os EUA pararam de construir usinas em 1978 e ficaram com 103 reatores.
Os perigos em potencial ligados ao reator reprodutor resfriaram as pesquisas em nome da segurança devido a razões políticas e técnicas.
Ao passo que o U235 é consumido, o U238 é transmudado em plutônio. Este pode ser separado quimicamente do combustível usado, e se torna uma fonte energética ainda melhor do que o U235 e com o possível acúmulo de plutônio, com o tempo, se constrói uma bomba atômica. A Índia fez justamente isto, para consternação dos canadenses que os ajudaram a construir seu reator.
Por estes motivos, alguns líderes políticos se opõem ao desenvolvimento do reator de regeneração rápida.
Técnicamente, há perigo na substância resfriadora. O sódio líquido é muito corrosivo e explosivo ao entrar em contato com a água ou o ar. Por causa das elevadas temperaturas em que opera o reator reprodutor, usa-se sódio líquido ao invés de água para resfriar o reator e transferir seu calor para a produção de vapor para gerar eletricidade.
Mas, manejar com segurança tremendos volumes de sódio circulante é apenas um dos problemas de engenharia. Descobriu-se que o metal se dilata quando exposto a prolongadas grandes dosagens de nêutrons. Visto que o núcleo do reator precisa ser construído com precisão dum relógio suíço, isto representa formidável problema.
Olhando mais longe ainda, há os reatores de fusão, cujo combustível será formado por isótopos pesados do h2, com reações similares à das estrelas e do Sol.
Fonte: www.passeiweb.com
A Energia Nuclear processa-se ao nível das partículas mais pequenas que conhecemos, as partículas subatômicas. Por este motivo torna-se muito peculiar controlá-la, especialmente quando esta se envolve com o Meio Ambiente.
Para observarmos uma verdadeira manifestação de Energia Nuclear, basta olharmos para o Sol.
Embora seja considerada indispensável dadas as necessidades energéticas que o nosso planeta comporta, a utilização de substâncias radioativas deve ser objeto de grande precaução. Vários acidentes ocorridos no passado mostraram a força destrutiva deste tipo de recurso energético.
A Radioatividade é um fenômeno da Natureza, tão comum como a eletricidade. A sua existência provém desde o início do Universo e pelo fato da sua descoberta ser recente, esquecemo-nos muitas vezes da sua importância mesmo antes do surgimento do 1º ser vivo na Terra.
Se não existissem fenômenos radioativos, não existiriam certamente seres vivos, pois não haveria Sol nem nenhuma estrela. A radioatividade é uma força da Natureza com a qual o homem tem de aprender a lidar.
Desde 1898 quando o físico francês Antoine Henri Becquerel descobriu que o elemento urânio sensibilizava as chapas fotográficas mesmo através de vidro ou de folhas de papel pretas, a curiosidade do Homem não cessou mais de investigar esta força invisível até então desconhecida.
À medida que outros elementos foram adicionados à tabela periódica como tendo propriedades radioativas, investigados por cientistas entre os quais se destacam Marie e Pierre Curie, André Debierne, Ernest Rutherford e Frederick Soddy, a radioatividade rapidamente se tornou conhecida como a fonte de energia mais concentrada de todas.
Os Curie descobriram, por exemplo, que apenas 1Kg do elemento rádio fornece cerca de 4,18KJ em apenas 1h do seu processo de desintegração.
Todas as descobertas científicas são inofensivas e benéficas até ao momento em que saem dos laboratórios e entram na utilização prática.
No caso da energia nuclear as primeiras aplicações tiveram lugar na guerra (armas nucleares) e na produção de energia elétrica.
Em cada um destes casos, a energia nuclear já deu provas bem visíveis do outro lado da moeda: a morte de milhares de pessoas e a geração de mutações em outras tantas, que vivem hoje numa situação difícil de imaginar.
A energia nuclear é, como a eletricidade, uma força da Natureza. Não podemos excluir as outras formas de energia das causas de morte e origem de mutações no corpo humano. Choques elétricos matam e viver por baixo de um cabo de alta tensão pode causar sérias perturbações a nível celular. Apenas nenhuma outra força é tão difícil de controlar nem de ação tão irreversível como a força nuclear.
Fonte: www.excelenciaglobal.com.br
