Central nuclear

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Central nuclear na Finlândia.

Central nuclear (português europeu) ou usina nuclear (português brasileiro) é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor.[1] As centrais nucleares usam este calor para gerar vapor, que é usado para girar turbinas e produzir energia elétrica.[1]

As centrais nucleares apresentam um ou mais reatores, que são compartimentos impermeáveis à radiação, em cujo interior estão colocados barras ou outras configurações geométricas de minerais com algum elemento radioativo (em geral o urânio). No processo de decomposição radioativa, estabelece-se uma reação em cadeia que é sustentada e moderada mediante o uso de elementos auxiliares, dependendo do tipo de tecnologia empregada.

História[editar | editar código-fonte]

O estudo da radiação atômica transformações atômicas e cisão nuclear foi desenvolvida com intuito militar principalmente de 1895 a 1945, grande parte dos últimos seis anos nesse período. De 1939 a 1945 a maior parte do desenvolvimento estava focado em desenvolver a bomba atômica. De 1945 para frente a atenção sobre a bomba atômica foi diminuída porém seu estudo continua forte principalmente nas áreas de energia limpa é propulsão naval controlada. De 1956 em diante o foco primário está sendo na evolução tecnologias confiáveis para usinas nucleares de geração de energia.[2]

O átomo[editar | editar código-fonte]

A radiação ionizante foi descoberta por Wilhelm Rontgen em 1895, ao passar uma corrente elétrica por um tubo de vidro e produzir continuamente raios-X. Então em 1896 Henri Becquerel achou um minério contendo Uranio e Rádio que causava placas fotográficas escurecerem. Ele foi então demonstrar que isso se dava a partir de radiação Beta e Alfa. Villard encontrou um terceiro tipo de radiação do minério, radiação Gama, muito parecida com rios-X. Em 1896 Pierre e Marie Curie deram o nome de “Radioatividade” para este fenômeno e em 1898 Samuel Prescott revelou que radiação matava bactérias na comida.[2]

Em 1902 Ernest Rutherford mostrou que a radioatividade com uma emissão espontânea de partículas alfa ou beta do núcleo criaria um elemento químico diferente. Ele continuou a desenvolver um entendimento mais completo sobre átomos e em 1919 ele atirou partículas alfa de um átomo de Rádio em um de nitrogênio e constatou que o re-estruturamento do núcleo estava ocorrendo e assim, a formação de um átomo de oxigênio. Niels Bohr foi outro cientista que ajudou a explicar o átomo, os elétrons e o modo que eles estavam arranjados ao redor do núcleo.[2]

Em 1911 Frederick Soddy descobriu que elementos radioativos ocorrentes na natureza tinham um diverso número de isótopos, com a mesma química.[2]

Em 1932 James Chadwick descobriu o nêutron. Também em 1932 Cockcroft e Walton produziram transformações nucleares ao bombardear átomos com prótons acelerados. Dois anos mais tarde Irene Curie e Frederick Joliot descobriram que algumas transformações deram origens a elementos artificiais, e no ano seguinte Enrico Fermi descobriu uma variedade muito maior de elementos artificiais que poderiam ser formados se fossem usados nêutrons em vez de prótons no bombardeamento.[2]

Fermi continuou seus experimentos, geralmente produzindo elementos mais pesados do que o alvo, porem ao bombardear uranio foi detectado elementos muito mais leves do que o esperado.  No final de 1938 Otto Hahn e Fritz demonstraram que os elementos mais leves eram aproximadamente a metade da massa do uranio e que a fissão nuclar teria ocorrido.[2]

Lise Meitner e Otto Frisch trabalharam então com Niels Bohr e explicaram que o neuton foi capturado pelo núcleo, causando severa vibração e assim o partindo em duas diferentes. Essa foi a primeira indicação que a famosa equação de Einstein “e=mc²”, publicada em 1905, estava correta.[2]

Usinas nucleares[editar | editar código-fonte]

Durante o desenvolvimento de armas nucleares muitas tecnologias foram desenvolvidas dentre elas o estudo básico de como usar fissão para produzir eletricidade. O primeiro reator nuclear a produzir eletricidade foi um pequeno experimento, um reator fermentador, design e operação por parte da “argonne national laboratory” situada em Idaho, EUA.  O reator foi ligado em dezembro de 1951.[2]

Em 1953 o presidente Eisenhower propôs o programa "atoms for peace" que se orientou significativamente os esforços em gerar eletricidade baseando se na fissão principalmente apartamento civil de energia americano. Os primeiros Reatores nucleares não tinham uma produção de energia tão grande, dificilmente passando dos 30 Mw. [2]

Acidente nuclear[editar | editar código-fonte]

As instalações nucleares são construções muito complexas, devido às diversas tecnologias industriais empregadas, e ao elevado grau de segurança que é adaptado. As reações nucleares, por suas características, são altamente perigosas. A perda do controle durante o processo pode elevar a temperatura a um valor que levaria à fusão do reator, e/ou ao vazamento de radiações nocivas para o ambiente exterior, comprometendo a saúde dos seres vivos.

Urânio (em homenagem ao planeta Urano) é um elemento químico com o símbolo U atômica e número atômico 92 Na tabela periódica que é do grupo dos actinídeos (Período 7, bloco-f). O urânio é um metal', e todos os seus isótopos são radioativos. Urânio natural em minerais constituídas por cerca de 99,3% do isótopo 238U e 235U de 0,7%.

Especial importância foi dada à descoberta da fissão do urânio, em 1938: O isótopo urânio 235U é físsil por nêutrons térmicos, é ao lado dos 239Pu extremamente raros, o único conhecido que ocorre naturalmente capaz nuclídeo de uma reação em cadeia de fissão. É por isso que ele é usado em usinas nucleares e armas nucleares como um combustível primário.

A energia nuclear, além de produzir uma grande quantidade de energia eléctrica, também produz resíduos nucleares que devem ser isolados em depósitos impermeáveis durante longo tempo. Por outro lado, os reatores das centrais nucleares não produzem gases tóxicos, que é a característica da combustão dos Combustíveis Fósseis.

Centrais nucleares[editar | editar código-fonte]

Usina nuclear Angra 1 (ao fundo) e Angra 2 (à frente) no Rio de Janeiro, a energia nuclear responde por 4% da energia produzida no país.

No Brasil[editar | editar código-fonte]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b Uranium (nuclear), portal "Energy Kids", para o público infanto-juvenil, no site da Energy Information Administration do governo dos Estados Unidos
  2. a b c d e f g h i History of Nuclear Energy World Nuclear Association (03/2014). Visitado em 17/03/2015.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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