Elementos mais usados na Usina Nuclear

Nas usinas nucleares são usadas mais de um elemento químico, apesar de que o urânio é o mais conhecido existem mais dois que sao bastante utilizados:

• Tório: é utilizado principalmente nas novas usinas, utilizado como fonte de combustivel adicional ou decompondo os resíduos nucleares em um novo ciclo denominado fissão assistida. Este processo é considerado como as unicas alternativas viáveis para suprir a grande demanda mundial de energia.
 
• Urânio: sua principal função é a geração de energia elétrica. Ao ser transformado em medo, se torna mais pesado do que o chumbo e pouco menos duro que o aço e se incendeia com muita facilidade.

• Actínio: é um metal prateado e altamente radioativo, de radioatividade 150 vezes maior do que a do urânio. Utilizado em geradores termoelétricos.
  
                                                

Marinheiro explica funcionamento das usinas nucleares

Esquema de transformação de energia

Como funciona uma usina nuclear. O funcionamento de uma usina nuclear é bastante parecido ao de uma usina térmica. A diferença é que ao invés de nós termos calor gerado pela queima de um combustível fóssil, como o carvão, o óleo ou gás, nas usinas nucleares o calor é gerado pelas transformações que se passam nos átomos de urânio nas cápsulas de combustível.

1. Energia Nuclear: ocorre a fissão nuclear de um átomo, geralmente de urânio-235, quando acontece a quebra do núcleo atomômico há uma grande liberação de energia.
2. Energia Térmica: com a liberação de energia, se esquenta a água que está envolta do núcleo e do reator, formando vapor que seguirá para a turbina.
3. Energia Cinética: o vapor depois de passar pela turbina faz mover um gerador.
4. Energia Elétrica: o gerador produzirá uma corrente elétrica através da indução magnética que é a movimentação de um imã. A energia elétrica produzida a partir de energia nuclear não é radioativa e é igual a energia produzida em hidroelétricas, podendo ser utilizada para os mesmos fins.

                                                                                                                                                                            

O que é uma Usina Nuclear e suas funções.

Usina nuclear é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativo que através de uma reação nuclear produzem calor. As centrais nucleares usam este calor para gerar vapor, que é usado para girar turbinas e produzir energia elétrica.

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.

Acidentes Nucleares

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

Como Funciona Um Reator Nuclear

( clique na imagem para ampliar )

Processo de Produção de Energia em uma Usina Nuclear

A fonte que gera energia em uma usina nuclear é geralmente um átomo de urânio, que por meio de uma reação nuclear, ou seja, por meio de transformações sofridas no núcleo do átomo, gera uma grande quantidade de calor, que é transformada em energia elétrica.
As reações utilizadas para transformarem o átomo, pode ser tanto a fusão nuclear, que funde o núcleo de dois átomos, gerando um terceiro; ou por meio da fissão nuclear, que é um procedimento que divide o núcleo em duas partes.
As usinas nucleares usam o calor gerado por meio da fissão ou fusão para movimentar o vapor de água, que por sua vez, movimenta turbinas em que se produzem eletricidade.

Segurança nas usinas nucleares

Segurança acima de tudo

   De todas as atividades industriais, a geração de energia elétrica em usinas nucleares é uma das que oferecem menos risco. O pensamento dominante é de que, num ambiente de tolerância zero, sempre é possível melhorar a segurança. Em mais de vinte anos de geração de energia nuclear em Angra, nunca houve um acidente ou evento que pusesse em risco os trabalhadores das usinas, a população ou o meio ambiente da região.
   A Eletrobras Eletronuclear foi uma das primeiras companhias brasileiras a adotar um
programa de cultura de segurança, na qual todos os funcionários estão individualmente comprometidos. Essa determinação levou à adoção de uma Política de Gestão Integrada
de Segurança que privilegia a segurança nuclear e abrange a garantia da qualidade, a proteção do meio ambiente, a segurança do trabalho, a saúde ocupacional e a proteção física. Essa política, em seu mandamento máximo, afirma:
A segurança nuclear é prioritária e precede a produtividade e a economia, não devendo nunca ser comprometida por qualquer razão.

   O programa de cultura de segurança desenvolvido pela Eletrobras Eletronuclear, pioneiro na indústria mundial, contou com a consultoria da Agência Internacional de Energia Atômica e tornou-se uma referência na área de segurança para empresas que operam usinas nucleares em todo o mundo.

Vantagens e Desvantagens de Usinas Nucleares

Vantagens 

 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, eólica, etc.

Desvantagens

 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 (existem projetos para enviar o lixo para o Sol, o que poderia ser a solução definitiva, mas muito cara e também perigosa, imagine o que aconteceria se uma das cápsulas que armazenam o lixo explodisse na atmosfera da Terra.).

As Usinas Nucleares no Brasil

Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto – CNAAA

A Central, situada no município de Angra dos Reis, foi assim denominada em justa homenagem ao pesquisador pioneiro da tecnologia nuclear no Brasil e principal articulador de uma política nacional para o setor. Embora a construção da primeira usina tenha sido sua inspiração, o Almirante, nascido em 1889, não chegou a ver Angra 1 gerando energia, pois faleceu em 1976. Mas sua obra persiste na competência e capacitação dos técnicos que fazem o Brasil ter hoje usinas nucleares classificadas entre as mais eficientes do planeta.Atualmente estão em operação as usinas Angra 1, com capacidade para geração de 657 megawatts elétricos, e Angra 2, de 1350 megawatts elétricos. Angra 3, que será praticamente uma réplica de Angra 2 (incorporando os avanços tecnológicos ocorridos desde a construção desta usina), também está prevista para gerar 1350 megawat.

Foto de Angra I e Angra II.

Angra 1

A primeira usina nuclear brasileira opera com um reator do tipo PWR (água pressurizada), que é o mais utilizado no mundo. Desde 1985, quando entrou em operação comercial, Angra 1 gera energia suficiente para suprir uma capital como Vitória ou Florianópolis, com 1 milhão de habitantes.Esta primeira usina nuclear foi adquirida sob a forma de “turn key”, como um pacote fechado, que não previa transferência de tecnologia por parte dos fornecedores. No entanto, a experiência acumulada pela Eletronuclear em todos esses anos de operação comercial, com indicadores de eficiência que superam o de muitas usinas similares, permite que a empresa tenha, hoje, a capacidade de realizar um programa contínuo de melhoria tecnológica e incorporar os mais recentes avanços da indústria nuclear. Como, por exemplo, realizar a troca de dois dos principais equipamentos de Angra 1, os geradores de vapor. Com esses novos equipamentos, a vida útil de Angra 1 se prolongará e a usina estará apta a gerar mais energia para o Brasil.

Angra 2

Fruto de um acordo nuclear Brasil-Alemanha, a construção e a operação de Angra 2 ocorreram conjuntamente à transferência de tecnologia para o país, o que levou também o Brasil a um desenvolvimento tecnológico próprio, do qual resultou o domínio sobre praticamente todas as etapas de fabricação do combustível nuclear. Desse modo, a Eletronuclear e a indústria nuclear nacional reúnem, hoje, profissionais qualificados e sintonizados com o estado da arte do setor. Angra 2 opera com um reator tipo PWR (Pressurizer Water Reactor, i.e., reator à água pressurizada) e sua potência nominal é de 1350 MW.Angra 2, sozinha, poderia atender ao consumo de uma região metropolitana do tamanho de Curitiba, com dois milhões de habitantes. Como tem o maior gerador elétrico do hemisfério Sul, Angra 2 contribui decisivamente com sua energia para que os reservatórios de água que abastecem as hidrelétricas sejam mantidos em níveis que não comprometam o fornecimento de eletricidade da região economicamente mais importante do país, o Sudeste.

Angra 3

O projeto Angra 3 tem várias vantagens, que o tornam um dos mais importantes investimentos do setor elétrico brasileiro. - Aspectos Energéticos e Elétricos: 

• Alta taxa de geração de energia elétrica com confiabilidade: aproximadamente 10 TWh/ano;

 • Aumento da base térmica do sistema elétrico interligado, contribuindo para a diversificação da matriz energética nacional e reduzindo riscos de déficit de energia elétrica, principalmente por ocasião de regimes hidrológicos menos favoráveis; 

• Ampliação da capacidade de geração em uma região historicamente importadora de energia elétrica, com conseqüente redução da necessidade de investimentos em transmissão;

 • Melhor desempenho do sistema interligado de transmissão de energia elétrica, com a redução do seu carregamento, devido ao aumento do porte do parque gerador local; 

• Localização privilegiada, próxima a grandes centros consumidores (cidades de São Paulo, Rio de Janeiro e Belo Horizonte); 

• Melhoria da confiabilidade do suprimento para as regiões do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. 

• Desde o início de sua operação, gerar toda a sua disponibilidade, ao contrário das usinas hidroelétricas, que levam um longo tempo na fase de motorização, quando o número de unidades geradoras é elevado. - Aspectos Ambientais:

 • Não emissão de gases ou partículas causadores do efeito estufa, de chuva ácida, de poluição urbana ou de alteração na camada de ozônio;

 • Não emissão de materiais particulados e metais cancerígenos e mutagênicos (arsênio, mercúrio, chumbo, cádmio etc.); 

• Não há impactos ambientais decorrentes do alagamento de grandes áreas.

 • Propicia o incremento do conjunto de medidas compensatórias, que já vêm sendo realizadas na região de Angra dos Reis, a serem definidas no processo de aprovação do Licenciamento Ambiental. - Aspectos Econômicos:

 • Aumento de encomendas de componentes na Nuclep (fábrica de equipamentos pesados, criada no âmbito do Acordo Nuclear Brasil-Alemanha, localizada em Itaguaí, RJ); 

• Aumento de encomendas em fabricantes e fornecedores de bens e serviços nacionais, com a conseqüente criação de empregos;

 • Custos de geração compatíveis com as demais opções de geração. 

• A sua retirada do programa, no horizonte decenal, exigiria a inclusão de usinas térmicas a gás natural, que não seria uma solução adequada, em função das dificuldades da garantia do suprimento do combustível, a perspectiva de elevação do seu custo e a dependência energética do país da importação do gás natural. - Aspectos do Ciclo do Combustível Nuclear: 

• Aumento da receita proveniente da venda de combustível nuclear, contribuindo para a economia de escala da Indústrias Nucleares do Brasil S.A.–INB, fabricante do combustível nuclear;

 • Completa nacionalização do combustível nuclear, com a utilização do processo industrial de enriquecimento isotópico por ultracentrifugação, desenvolvido de forma pioneira pela Marinha do Brasil; 

• Utilização de combustível nacional – urânio, existente e beneficiado no país, fazendo uso de suas reservas que são a 6ª maior do mundo, sem as implicações necessitar de suprimento externo. - Aspectos Industriais e Tecnológicos:

• Consolidação de uma tecnologia de ponta, com elevado conteúdo estratégico; 

• Aproveitamento e não dispersão de valioso

 capital humano, altamente especializado e formado durante a implantação do Programa Nuclear Brasileiro;

 • Fortalecimento do sistema de ciência e tecnologia existente, através de programas conjuntos e consultorias específicas em universidades e centros de pesquisas, com criação de demanda para a formação e a qualificação profissional com um programa de tecnologia multidisciplinar; 

• Fortalecimento da indústria nacional como fornecedora de equipamentos de alta tecnologia, aumentando o seu poder de competição no mercado internacional; 

• Aumento da massa crítica de conhecimentos no setor nuclear brasileiro, permitindo futuras propostas de programas de centrais de menor porte para regiões que não disponham de potencial hidráulico competitivo; 

• Geração e consolidação de empregos qualificados na indústria, em empresas projetistas e centros de pesquisas. - Aspectos Regionais na Área de Influência da Central Nuclear:

 • Incremento na arrecadação de impostos e nas atividades econômicas regionais;

 • Investimento de 2% do valor do empreendimento na adoção de Unidades de Conservação Ambiental; 

• Desenvolvimento e melhoria da infra-estrutura local e regional, através da implementação dos programas compensatórios acordados especificamente para a implantação do empreendimento, incluindo a melhoria da rede rodoviária, implantação de hospital regional e treinamento de pessoal das administrações municipais;

 • Oportunidade de criação de cerca de 5.000 postos diretos e 10.000 indiretos de trabalho durante a construção da Usina (esse quantitativo poderá aumentar em situações de pico). Já na fase de operação de Angra 3, estima-se que serão criados cerca de 600 empregos diretos permanentes. 

• Consolidação da política de implementação de parcerias regionais entre a Eletronuclear e os municípios vizinhos, nas áreas de saúde, educação, saneamento, infra-estrutura, preservação ambiental, cultura e patrimônio histórico.

Documentário sobre Energia Nuclear

Simulação da construção de uma usina

Segue um vídeo em 3D que demonstra como é construída uma usina nuclear.
Não contém audio nem legenda.

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Fissão Nuclear

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.

A Utilização da Energia Nuclear no Brasil

A decisão da implementação de uma usina nuclear no Brasil aconteceu em 1969. E que em nenhum momento se pensou numa fonte para substituir a energia hidráulica, da mesma maneira que também após alguns anos, ficou bem claro que os objetivos não eram simplesmente o domínio de uma nova tecnologia. O Brasil estava vivendo dentro de um regime de governo militar e o acesso ao conhecimento tecnológico no campo nuclear permitiria desenvolver não só submarinos nucleares mas também armas atômicas.
Em 1974,, as obras civis da Usina Nuclear de Angra 1 estavam em pleno andamento quando o Governo Federal decidiu ampliar o projeto, autorizando a empresa Furnas a construir a segunda usina.
Mais tarde, em 1975, com a justificativa de que o Brasil já mostrava falta de energia elétrica para meados dos anos 90 e início do século 21, uma vez que o potencial hidroelétrico já se apresentava quase que totalmente instalado, foi assinado na cidade alemã de Bonn o Acordo de Cooperação Nuclear, pelo qual o Brasil compraria oito usinas nucleares e possuiria toda a tecnologia necessária ao seu desenvolvimento nesse setor.
Desta maneira o Brasil dava um passo definitivo para o ingresso no clube de potências atômicas e estava assim decidido o futuro energético do Brasil, dando início à Era Nuclear Brasileira.

A Utilização da Energia Nuclear

Levando-se em consideração a produção total de energia elétrica no mundo, a participação da energia nuclear saltou de 0,1% para 17% em 30 anos, fazendo-a aproximar-se da porcentagem produzida pelas hidrelétricas

Em termos relativos, a região que mais utiliza a nucleoeletricidade é a Europa Ocidental. Trinta por cento da energia elétrica é gerada por centrais nucleares, sendo esta a principal fonte de energia