Produção de energia elétrica através da fissão do núcleo do átomo.
As usinas nucleares são centrais termoelétricas - como as convencionais - compostas de um sistema de geração de vapor, uma turbina para transformação do vapor em energia mecânica e de um gerador para a transformação de energia mecânica em energia elétrica.
A geração de vapor, não ocorre em conseqüência da combustão de uma material combustível, como o carvão e óleo, e sim devido à fissão de núcleos de átomos de urânio.
A empresa Eletrobrás Termonuclear S.A. - ELETRONUCLEAR é a responsável, no Brasil, pelo projeto, construção e operação da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), que reúne as usinas de Angra I e II.]
O elemento químico urânio é um metal encontrado em formações rochosas da crosta terrestre.
Primeira etapa do ciclo do combustível. Após o conjunto de operações, que têm como objetivo descobrir uma jazida e fazer sua avaliação econômica - prospecção e pesquisa -, determina-se o local onde será realizada a extração do minério do solo, e o início dos procedimentos para a MINERAÇÃO e para o BENEFICIAMENTO.
Na usina de beneficiamento o urânio é extraído do minério, purificado e concentrado sob a forma de um sal de cor amarela, conhecido como "yellowcake", matéria prima para produção da energia gerada em um reator nuclear. Estas atividades são desenvolvidas na INB CAETITÉ.
É a transformação do yellowcake (U3O8) em hexafluoreto de urânio (UF6).
Na usina de conversão, o urânio sob a forma de yellowcake, é dissolvido e purificado, obtendo-se então o urânio nuclearmente puro.
A seguir, é convertido para o estado gasoso, o hexafluoreto de urânio (UF6), para permitir a transformação seguinte: enriquecimento isotópico.
O urânio235 é o isótopo físsil responsável pela reação em cadeia nos reatores nucleares.
A operação de enriquecimento do urânio tem por objetivo aumentar a concentração do urânio235 acima da natural - o urânio natural contém apenas 0,7% de urânio235 - para, em torno de 3% permitir sua utilização como combustível para geração de energia elétrica.
Atualmente, o processo de enriquecimento é efetuado no exterior e enviado em contâineres para a Fábrica de Combustível Nuclear - Reconversão.
Parte desta etapa, será realizada no País, na FCN, com a utilização de tecnologia desenvolvida pelo Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo - CTMSP.
Este contrato de implantação foi assinado em julho de 2.000 para processar no País em escala industrial, à médio prazo, o enriquecimento de urânio através do processo de ultracentrifugação.
O hexafluoreto de urânio (UF6) é transformado em dióxido de urânio (UO2). Reconversão é o retorno do gás UF6 ao estado sólido, sob a forma de pó de dióxido de urânio (UO2).
Duas pastilhas de urânio produzem energia suficiente para atender, por um mês, uma residência média em que vivam quatro pessoas.
Estas pastilhas de dióxido de urânio (UO2), que tem a forma de um cilindro de mais ou menos um centímetro de comprimento e de diâmetro são produzidas na Fábrica de Combustível Nuclear (FCN) - Pastilhas, que após serem submetidas a diversos testes - dimensionais, metalográficos e químicos - estarão aptas a compor o Elemento Combustível, combustível para centrais nucleares.
É composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montadas em tubos de uma liga metálica especial - o zircaloy - formando um conjunto de varetas, cuja estrutura é mantida rígida por reticulados chamados grades espaçadoras.
Ainda em Resende, na Fábrica de Combustível Nuclear - FCN - Componentes e Montagem, é produzido, obedecendo a severos padrões de qualidade e precisão mecânica.
O Elemento Combustível é a fonte geradora do calor para geração de energia elétrica, em uma usina nuclear, devido à fissão de núcleos de átomos de urânio.
O elemento combustível é um conjunto de 235 varetas combustíveis - fabricadas em zircaloy - rigidamente posicionadas em uma estrutura metálica, formada por grades espaçadoras; 21 tubos-guias e dois bocais, um inferior e outro superior. Nos tubos-guias são inseridas as barras de controle da reação nuclear. Antes de serem unidas a estes tubos por solda eletrônica, as grades espaçadoras são alinhadas por equipamentos de alta precisão. A solda das extremidades das varetas se dá em atmosfera de gás inerte e sua qualidade é verificada por raios-X.
As pastilhas de urânio, antes de serem inseridas nas varetas combustíveis, são pesadas e arrumadas em carregadores e secadas em forno especiais.
Simultaneamente, os tubos de zircaloy têm suas medidas conferidas por testes de ultra-som e são minuciosamente limpos. Só então as pastilhas são acomodadas dentro das varetas sob a pressão de uma mola afastada do urânio através de isolantes térmicos de óxidos de alumínio.
Um elemento combustível supre de energia 42.000 residências médias durante um mês.
Fonte: www.inb.com.br
Uma das principais utilizações da energia nuclear é a geração de energia elétrica.
Usinas nucleares são usinas térmicas que usam o calor produzido na fissão para movimentar vapor de água, que, por sua vez, movimenta as turbinas em que se produz a eletricidade.
Em um reator de potência do tipo PWR (termo, em inglês, para reator a água pressurizada), como os reatores utilizados no Brasil, o combustível é o urânio enriquecido cerca de 3,5%.
Isso significa que o urânio encontrado na natureza, que contém apenas 0,7% do isótopo 235U, deve ser processado (‘enriquecido’) para que essa proporção chegue a 3,5%. Em reatores de pesquisa ou de propulsão – estes últimos usados como fonte de energia de motores em submarinos e navios –, o enriquecimento pode variar bastante. Para a confecção de bombas nucleares, é necessário um enriquecimento superior a 90%.
Esquema de funcionamento de um reator a água pressurizada
O processo completo de obtenção do combustível nuclear é conhecido como ciclo do combustível e compreende diversas etapas:
i) extração do minério do solo
ii) beneficiamento para separar o urânio de outros minérios
iii) conversão em gás do produto do beneficiamento, o chamado yellow cake (ou ‘bolo amarelo’)
iv) enriquecimento do gás, no qual a proporção de 235U é aumentada até o nível desejado
v) reconversão do gás de urânio enriquecido para o estado de pó
vi) fabricação de pastilhas a partir da compactação do pó;
vii) e finalmente a montagem dos elementos combustíveis, quando se colocam as pastilhas em cilindros metálicos que irão formar os elementos combustíveis do núcleo do reator.
Atualmente, no mundo, estão em operação 440 reatores nucleares voltados para a geração de energia em 31 países. Outros 33 estão em construção. Cerca de 17% da geração elétrica mundial é de origem nuclear, a mesma proporção do uso de energia hidroelétrica e de energia produzida por gás.
Alguns países desenvolvidos têm seu abastecimento de energia elétrica com um alto percentual de geração nuclear. Entre eles, a França tem 78%, a Bélgica 57%, o Japão 39%, a Coréia do Sul 39%, a Alemanha 30%, a Suécia 46%, a Suíça 40%. Somente nos Estados Unidos, os 104 reatores em funcionamento, que geram 20% da eletricidade daquele país, produzem mais eletricidade que todo o sistema brasileiro de geração elétrica. Além desses reatores, funcionam mais 284 reatores de pesquisa em 56 países, sem contar um número estimado de 220 reatores de propulsão em navios e submarinos.
Fonte: www.biodieselbr.com
