Aula de energia nuclear

Tema ENEM:

Energia Nuclear

• Consiste no uso controlado das reações nucleares para a obtenção de energia para realizar movimento, geração calor e eletricidade

• Ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros se deve provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras.

• Fissão

• Fusão

• A energia nuclear é gerada pela fissão de um núcleo atômico – normalmente o Urânio (235U) – a partir de um bombardeamento de nêutrons: essa reação libera três nêutrons e calor, sendo que estes nêutrons liberados ativam novas reações que liberam mais nêutrons e mais calor, produzindo uma reação em cadeia.

Esquema simplificado de uma usina nuclear

O controle da reação em cadeia é obtido por meio da inserção de varetas metálicas que absorvem nêutrons (feitas de cádmio ou boro), entre os arranjos do combustível.

• O urânio enriquecido é colocado dentro de tubos feitos de uma liga metálica de zircônio e estanho (zircaloy) ou, eventualmente, de aço inoxidável. Estes tubos formam um arranjo reticulado que varia de tamanho, geometria e quantidade de tubos, dependendo do tipo de reator.

• Existem basicamente dois tipos de reator:

– BWR (boiling water reactor – reator de água fervente)

– PWR (pressurized water reactor – reator de água pressurizada)

Elementos mais usados como fonte de energia

• Tório– Fissão assistida

• Urânio– Atualmente mais usado

• Actínio– Altamente radioativo, com radioatividade 150 vezes

maior do que o urânio

Vantagens

• Substituir fontes de energia

Menos poluente

Pouco espaço para construção

Usina Nuclear de Angra dos Reis

Menor quantidade de material

Desvantagens

Desvantagens

• Desenvolvimento de Armas de Destruição em massa.

– Hiroshima e Nagasaki

Vasamento nuclear.Vasamento nuclear. GoiâniaGoiânia Three Miles Island Three Miles Island Chernobyl Chernobyl

Países e Locais que utilizam Energia Nuclear

• Os países europeus são os que mais utilizam energia nuclear.

• Saltou de 0,1% para 16% em 30 anos

Consumo Energético

Consumo no Brasil (esquerda) e no mundo (direita)

Controle da Reação de Fissão Nuclear em Cadeia

Vaso do Reator

Fusões Nuclear

• Produzir energia a partir de átomos de hidrogênio.

• Obtendo, como resultado da reação, o inofensivo gás hélio.

• Coréia do Sul, Japão, Estados Unidos, União Européia, Rússia e China

• Temperatura superior a 100 milhões de graus Celsius.

• Protótipo: 6 bilhões de euros.

Reator de fusão nuclear

• A energia nuclear pode ser usada para o bem da humanidade (produzindo energia, contribuindo para a redução de impactos ambientais,etc), porém a sua capacidade de destruição é evidenciada por vários fatos e catástrofes, mostrando que o seu uso deve ser bem pensado e isento de erros.