Usina Nuclear

A energia nuclear está na força que mantém os componentes dos átomos unidos (prótons, elétrons e nêutrons). Quando estes componentes são separados, há uma grande quantidade de energia liberada. Uma das maneiras de retirar essa energia é através da fissão nuclear.

A Fissão Nuclear acontece quando um átomo (geralmente de urânio U-235) é bombardeado com nêutrons. Este átomo ficará com uma massa maior, tornando-se muito instável. Por causa dessa instabilidade, ele se dividirá em dois novos átomos (no caso do urânio, se dividirá em criptônio (Kr) e bário (Ba)) e mais alguns nêutrons que não ficarão em nenhum átomo. Esses nêutrons livres vão se chocar em outros átomos, gerando uma reação em cadeia. É este, o processo utilizado nas usinas nucleares.

           

As usinas nucleares utilizam o princípio da fissão nuclear para gerar calor. Dentro do reator nuclear, centenas de varetas contendo material radioativo são fissionadas liberando muito calor, que irá aquecer a água (totalmente pura) de dentro do reator. Ela pode chegar a 1500°C a uma pressão de 157atm. Essa água quente irá seguir por tubos, até o vaporizador, depois volta ao reator, completando o circuito primário.

No vaporizador, uma outra quantidade de água será fervida, pelo calor de tubos onde passam a água extremamente quente do reator. O vapor gerado sairá por canos, até onde ficam localizadas as turbinas e o gerador elétrico. O vapor d’água pode girar as turbinas a uma velocidade de 1800rpm. Depois que o vapor executar sua função, ele segue para o condensador, onde vai virar água novamente e retornar ao vaporizador. Este é o chamado circuito secundário.

Para que o condensador transforme o vapor do circuito secundário em água, é necessário que ele seja abastecido de água fria. Essa água fria pode vir de rios e lagos próximos. Ao passar pelo condensador, essa água esquenta, necessitando ser resfriada nas torres de resfriamento (a maior parte de uma usina nuclear). Este é o circuito terciário (ou sistema de água de refrigeração).

Uma usina nuclear é possui vários sistemas de segurança, que entram em ação automaticamente em casos de emergência. O principal deles é o sistema que neutraliza a fissão nuclear dentro do reator. São centenas de barras, feitas de materiais não fissionáveis (isto é, mesmo absorvendo nêutrons livres, não se dividem), como boro e cádmio, que são injetadas no meio reacionário. O reator fica envolvido por uma cápsula de 3cm de espessura, feita de aço. O edifício é protegido com paredes de 70cm, feitas de concreto e estrutura de ferro e aço, e podem aguentar ataques terroristas (mísseis, aviões). Existem também órgãos internacionais, que vistoriam periodicamente as usinas nucleares, em busca de irregularidades, falhas, etc.

As principais vantagens da energia nuclear são: o combustível é barato e pouco (em comparação com outras fontes de energia); é independente de condições ambientais/climáticas (não depende do sol, como usinas solares, ou da vazão de um rio, no caso das hidroelétricas); a poluição gerada (diretamente) é quase inexistente; não ocupa grandes áreas; a quantidade de lixo produzido é bem reduzido; o custo da energia gerada fica em torno de 40 dólares por MW, mais caro que a energia das hidroelétricas, mas mais barato que a energia das termoelétricas, usinas solares, eólicas, etc.

Mas há também suas desvantagens, que são: o alto custo de construção, em razão da tecnologia e segurança empregadas; mesmo com todos os sistemas de segurança, há sempre o risco do reator vazar ou explodir, liberando radioatividade na atmosfera e nas terras próximas, num raio de quilômetros; não existem soluções eficientes para tratamento do lixo radioativo, que atualmente é depositado em desertos, fundo de oceanos ou dentro de montanhas.

A fissão nuclear resulta na produção de outros elementos químicos, como plutônio. Este é usado na produção de bombas atômicas. Por isso, órgãos controladores internacionais (e americanos), tentam impedir que certos países (atualmente, o Iraque e Coréia do Norte), dominem a tecnologia nuclear.

Os principais componentes que compõem o lixo radioativo produzido nas usinas nucleares, são os produtos da fissão nuclear que ocorre no reator. Após anos de uso de uma certa quantidade de Urânio, o combustível inicial vai se transformando em outros produtos químicos, como criptônio, bário, césio, etc, que não tem utilidade na usina. Ferramentas, roupas, sapatilhas, luvas e tudo o que esteve em contato direto com esses produtos, é classificado como lixo radioativo.

Nos Estados Unidos, os restos são colocados em tambores lacrados, e enterrados bem no fundo de desertos. O custo para armazenar os tambores são tão grandes quanto a manutenção da usina. Existem projetos para levar o lixo radioativo em cápsulas em direção ao sol, o que poderia ser uma solução definitiva para o problema, já que por 100.000 anos a radiação estará sendo emitida por esses materiais. Os reatores desativados também são incluídos nessa classificação. Nenhum reator nuclear usado foi aberto no mundo todo. Geralmente são cobertos de concreto e levados para outro lugar.

Para os ambientalistas, o destino do lixo radioativo é o principal motivo deles serem contra a energia nuclear, já que ainda não se tem uma solução definitiva, e pouco se sabe das consequências da radiação para o meio ambiente.