Energias alternativas.

Trabalhos dos alunos em Arquitetura e Sustentabilidade. Lá vai ...


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Energia Nuclear
Neander, Ramon, Olavo e Natália

Energia Nuclear: Alguns elementos apresentam a capacidade de, através de reações nucleares, emitirem energia durante o processo. Baseia-se no princípio que nas reações nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros deve-se provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de neutrons ou outras.

Reação Nuclear
Quando se movem um em direção ao outro e, se aproximam o suficiente para que haja interação entre as partículas de um com as partículas do outro pela força nuclear, pode ocorrer uma redistribuição de núcleos e diz-se que aconteceu uma reação nuclear.
No Mundo: 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. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Norte, Paquistão e Índia, entre outros.
Fissão Nuclear: A fissão de urânio 235 liberta uma média de 2,5 neutrons por cada núcleo dividido. Por sua vez, estes neutrons vão rapidamente causar a fissão de mais átomos, que irão libertar mais neutrons e assim sucessivamente, iniciando uma auto-sustentada série de fissões nucleares, à qual que se dá o nome de reação em cadeia, que resulta na libertação contínua de energia.

Diagrama representativo da fissão do urânio: um nêutron é absorvido pelo núcleo do átomo de urânio. O átomo se torna instável, ocorrendo: divisão em dois novos átomos (kriptônio e bário), liberação de muita energia e alguns nêutrons


Urânio-235 e Urânio-238: urânio-238 só tem possibilidade de sofrer fissão por nêutrons de elevada energia cinética (os nêutrons “rápidos”). Urânio-235 pode ser fissionado por nêutrons de qualquer energia cinética, preferencialmente os de baixa energia, denominados nêutrons térmicos (“lentos”).

Isótopos: Urânio-235 e urânio-238 são isótopos de urânio.

Enriquecimento de Urânio: A quantidade de urânio-235 na natureza é muito pequena. Para ser possível a ocorrência de uma reação de fissão nuclear em cadeia, é necessário haver quantidade suficiente de urânio-235. Nos Reatores Nucleares do tipo PWR, é necessário haver a proporção de 32 átomos de urânio-235 para 968 átomos de urânio-238, em cada grupo de 1.000 átomos de urânio, ou seja, 3,2% de urânio-235. O urânio encontrado na natureza precisa ser tratado industrialmente, com o objetivo de elevar a proporção (ou concentração) de urânio-235 para urânio-238, de 0,7% para 3,2%. Para isso deve, primeiramente, ser purificado e convertido em gás. O processo físico de retirada de urânio-238 do urânio natural, aumentando, em conseqüência, a concentração de urânio-235, é conhecido como Enriquecimento de Urânio.


No Brasil: CNEM - Comissão Nacional de Energia Nuclear
Ministério da Ciência e Tecnologia
A União tem o monopólio da mineração de elementos radioativos, da produção e do comércio de materiais nucleares, sendo este monopólio exercido pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).
A área de Pesquisa e Desenvolvimento investe no emprego da tecnologia nuclear em medicina, agricultura, indústria e meio ambiente. A área de Gestão Institucional atua no treinamento e qualificação dos pesquisadores, tecnologistas, analistas e técnicos da CNEN e na disseminação de informações técnico-científicas para pesquisadores, profissionais e estudantes da área nuclear.
· Unidade Central - Sede, no Rio de Janeiro (RJ).
· Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN, em Belo Horizonte (MG)
· Centro Regional de Ciências Nucleares do Centro-Oeste - CRCN-CO, em Goiânia (GO)
· Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste - CRCN-NE, em Recife (PE)
· Distrito de Angra dos Reis - DIANG (RJ)
· Distrito de Caetité - DICAE (BA)
· Distrito de Fortaleza - DIFOR (CE)
· Distrito de Porto Alegre - DIPOA (RS)
· Distrito de Resende - DIRES (RJ)
· Escritório de Brasilia - ESBRA (DF)
· Instituto de Engenharia Nuclear - IEN, no Rio de Janeiro (RJ)
· Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN, em São Paulo (SP)
· Instituto de Radioproteção e Dosimetria - IRD, no Rio de Janeiro (RJ) visa a segurança dos trabalhadores que lidam com radiações ionizantes, da população em geral e do meio ambiente
· Laboratório de Poços de Caldas - LAPOC (MG)

O Reator Nuclear de Angra: Um reator nuclear do tipo que foi construído é conhecido como PWR (Pressurized Water Reactor ou Reator a Água Pressurizada), porque contém água sob alta pressão. O urânio, enriquecido a cerca de 3,2% em urânio-235, é colocado, em forma de pastilhas de 1 cm de diâmetro, dentro de tubos (varetas) de 4m de comprimento, feitos de uma liga especial de zircônio.

As varetas, contendo o urânio, conhecidas como Varetas de Combustível, são montadas em feixes, numa estrutura denominada ELEMENTO COMBUSTÍVEL. As varetas são fechadas, com o objetivo de não deixar escapar o material nelas contido (o urânio e os elementos resultantes da fissão) e podem suportar altas temperaturas. Os elementos resultantes da fissão nuclear (produtos de fissão ou fragmentos da fissão) são radioativos, isto é, emitem radiações e, por isso, devem ficar retidos no interior do Reator.