Reator de Fissão Nuclear

O Reator Nuclear de fissão é um equipamento utilizado nas usinas termonucleares para geração de energia elétrica.

Usina nuclear de Angra dos Reis
As Usinas Nucleares de Angra dos Reis
Nesse equipamento ocorre a fissão do Urânio 235 (podendo ser também o Urânio 233 ou plutônio 239), que é um processo no qual, um nêutron é lançado em direção ao átomo de Urânio e ao se chocar, divide o átomo em dois novos átomos liberando dois ou três neutros do núcleo, produzindo uma imensa quantidade de energia em forma de calor.

Reator nuclear da Petro-Marine
Reator nuclear da Petro-Marine

Funcionamento básico de um reator de fissão nuclear


Um reator de fissão nuclear é basicamente um vaso pressurizado, contendo no seu interior varetas combustíveis e barras de controle, que são resfriadas por um sistema de refrigeração.

elemento combustível
Elemento combustível é o nome dado à estrutura onde são colocadas as varetas combustíveis

Varetas combustíveis


As varetas combustíveis são compostas por pastilhas de dióxido de urânio (UO2) montadas em tubos de uma liga metálica especial (o zircaloy), de modo a suporta altas temperaturas, não deixando que o material contido (o urânio e os elementos resultantes da fissão) nelas escape.

esquema montado  elemento combustivel
Esquema de como é montado o elemento combustível

Barras de Controle


Geralmente feitas de boro ou cádmio (material que absorve nêutrons), as barras de controle são colocadas nos tubos guias do elemento combustível, de maneira intercalada com as varetas combustíveis, com o intuito de se controlar a reação de fissão nuclear em cadeia.

Pois durante a fissão nuclear, ocorre um intenso bombardeio de nêutrons ao combustível físsil, que gera uma reação em cadeia que cresce progressivamente, ou seja, produzindo cada vez mais nêutrons a cada fissão e, a energia liberada é cada vez maior.

Assim, para que isso não ocorra de uma forma descontrolada, as barras de controle, também denominadas de barras de moderador de nêutrons, diminuem a velocidade dos nêutrons liberados, possibilitando o prosseguimento da reação em cadeia de forma controlada.

Sistema de refrigeração


O controle da temperatura no núcleo do reator é feito através de um sistema de refrigeração. Sendo a água pesada (D2O) o fluido refrigerante que circula pelo núcleo do reator, retirando o calor do reator e, se transformando em vapor de altíssima pressão, que é usado para mover uma turbina, assim acionando um gerador de eletricidade.

Depois de o vapor passar pelas turbinas, o vapor é resfriado, condensado e, a água é bombeada de volta ao reator. Esse resfriamento é feito usando-se água de rio ou mar próximo à usina.

esquema funcionamento usina nuclear
Esquema simplificado do funcionamento de uma usina termonuclear

Lixo Atômico das Usinas Nucleares


A fissão do Urânio gera muitos elementos radioativos que são resíduos decorrentes da fissão. Esses resíduos são chamados de lixo atômico.

O lixo atômico vem sido um grande problema às usinas nucleares, pois esses resíduos levam centenas ou até milhares de anos para deixar de emitir radiação, com isso, torna se difícil fazer o descarte desses resíduos tão perigosos.

lixo usina nuclear
Funcionário no depósito de lixo nuclear, em Angra: destino provisório, foto: Bruno Domingos/Reuters.

Referências


Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança no trabalho e técnico em informática, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e outros cursos. Se você acha legal esse projeto, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e ajude-nos a divulgar essa ideia, compartilhando com seus amigos as nossas postagens.

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