O reator nuclear é um sistema geralmente utilizado para produção de energia. Ao longo dos últimos anos cientistas do mundo inteiro vem discutindo sobre melhores formas para se produzir energia elétrica, e energia nuclear é uma delas.
Diante disso os reatores nucleares começaram a chamar atenção. Esses equipamentos funcionam como câmaras herméticas blindadas que servem para conter a radiação durante o processo de reação nuclear.
Como sabemos a radiação é algo extremamente perigoso, já tendo causado graves problemas para humanidade, há até quem diga que o mundo terminará por uma Guerra Nuclear.
Sendo assim, talvez devêssemos nos preocupar em entender melhor como funcionam esses mecanismos. Você sabe como um reator nuclear funciona?
Os produtos do reator nuclear
Vamos começar entendendo qual a utilidade desses sistemas, afinal, de que adianta sabermos como funciona sem sabermos para que?
Como dito anteriormente, a radiação nuclear é algo bastante perigoso. Desde queimaduras na pele, ela pode vir a causar Síndromes Cerebrais, problemas no Sangue, Câncer e até mesmo má formações em caso de gestações.
Ao mesmo tempo, a utilidade dos produtos advindo de reações nucleares são grandes atualmente, de forma que, para alguns deles, essa é a única fonte. Por isso o controle exercido pelo reator durante esse processo é tão importante.
Os produtos do reator nuclear são:
- Energia
- Materiais Fissionáveis
- Armamento Nuclear
- Radioisótopos
- Propulsão para Submarinos
- Satélites Artificiais
O funcionamento do Reator Nuclear
Em uma mesma usina se pode ter vários reatores nucleares. Atualmente apenas os reatores de fissão são utilizados para produção, enquanto os de fusão ainda estão na fase de testes.
A principal dificuldade em utilizar o reator de fusão é a altíssima pressão e temperatura que o processo requer, sendo estes valores encontrados apenas no centro de uma estrela.
Por isso, aqui trataremos a respeito da tipologia usada hoje em dia, os reatores de fissão.
Vamos entender como eles funcionam?
O primeiro ponto a ser destacado é que a grande diferença desta forma de produção de energia para as demais é que, enquanto a energia nuclear se dá a partir da divisão atômica, as outras produzem calor através da queima de combustível.
O passo a passo
Tudo como sempre tem início na natureza. As matérias primas utilizadas geralmente são Urânio 235 (235 U) e o Urânio 238 (238 U). Apesar de o primeiro sustentar melhor a reação e, portanto, ser o mais indicado, este elemento é dificilmente encontrado na natureza. O isótopo 235 U corresponde a aproximadamente 0,7% da concentração de urânio planetária, já o 238 U equivale a 99,3% desta concentração.
O reator nuclear converte a energia nuclear advinda da fissão do urânio em energia térmica para que, consequentemente, esta possa ser transformada em energia mecânica e elétrica.
Reação em Cadeia
O núcleo atômico do urânio absorve nêutrons que foram lançados contra ele e então é capaz de passar pelo processo de fissão. Diante disso, o núcleo pesado do átomo se divide liberando energía. Ainda dentro do reator mais choques podem acontecer, promovendo novas divisões e aumentando ainda mais a carga energética liberada.
Começa então a ocorrer uma reação de cadeia. Núcleos vão se chocando, se dividindo e liberando energia.
Para controlar esse processo faz se necessário o uso de moderadores nêutrons. O próprio reator é capaz de interromper as reações caso isso seja necessário.
Calor
Toda esta energia foi produzida em forma de calor, ou seja, é energia térmica. Isso se deu de várias formas. As três principais fontes são as citadas a seguir:
- Transformação da energia cinética em energia térmica
- A absorção de radiação gama pelo reator nuclear
- O decaimento radioativo proporcionado pelo moderador de nêutrons
Refrigeração
Agora é hora de refrigerar. Para isso, a água ou algum tipo de gás metal líquido passam pelo núcleo do reator absorvendo todo o calor produzido. Este calor será então utilizado para a transformação de água em vapor e enfim para produção de energia mecânica.
Geração de Energia
Na maioria das vezes o vapor pressurizado é utilizado para movimentar uma turbina, gerando energia. Está então fará com que o alternador se movimente, ocorrendo assim a transformação de energia mecânica em elétrica.
Controle de Reações
A primeira barreira de contenção da radiação é o próprio reator nuclear. Além dele mais dois compartimento ajudam neste processo. Para completar, no interior do sistema existem varetas que são utilizadas para controlar as reações em cadeia. Essas varetas servem para retirar os nêutrons e então interromper os choques e, portanto, as fissões.
Desta forma evita-se qualquer descontrole e se previne riscos de acidentes, já que todo o processo de produção é controlado e pode ser interrompido a qualquer momento. Assim também atuam os refrigeradores, que servem para impedir a fundição do núcleo do reator e sua consequente destruição.
Apesar de todo o processo poder ser controlado, o reator nuclear continua sendo um sistema perigoso e o seu uso exige cautelas.
