Resumo de informações sobre energia nuclear:

        Antes de começar a classificação dos tipos de usinas nucleares, é interessante levarmos em conta o processo básico da obtenção de energia por esse meio. Com base no site http://www.df-net.com.br/nuclear/onuclear.htm, tiramos as seguintes conclusões:

        Os átomos possuem uma força que faz com que o seu núcleo fique unido. Essa força é de curto alcance, mesmo para escalas nucleares. Por isso,  quanto maior a massa atômica do átomo (qto mais pesado ele é), mais fraca se torna tal atração entre os todos os constituintes do núcleo permitindo a manifestação da força de  repulsão devido as cargas positivas do prótons. A reação nuclear consiste exatamente na fissão do núcleo (divisão em átomos menores e em partículas subatômiicas), espontaneamente ou não, onde o núcleo busca uma relação de equilíbrio entre as forças. O Urânio é um dos elementos cujos átomos podem se desintegrar espontaneamente, quebrando-se em duas ou mais partes.

Quando a fissão acontece, uma certa quantidade de energia eletromagnética, originada da diferença de massa (massa do átomo original menos a soma das massas dos resultantes - conforme a teoria da relatividade E=mc²) é liberada, com uma parte desta sendo transferida para o ambiente na forma de calor, que movimenta uma turbina que trnasforma esta energia térmica em elétrica.

         Aqui segue um esquema da Usina Nuclear de Angra dos Reis, usina PWR (reator a urânio enriquecido, água pressurizada)  

        “O vaso de pressão contém a água de refrigeração do núcleo do reator. Essa água circula quente por um gerador de vapor, em circuito fechado, chamado de circuito primário. A outra corrente de água que passa por esse gerador (circuito secundário) se transforma em vapor, acionando a turbina para a geração de eletricidade. Os dois circuitos não têm comunicação entre si.

        O que acontece no reator é chamado de “reação nuclear em cadeia”, ou seja, os nêutrons liberados chocam-se com outros átomos de U, desestabilizando-os provocando então mais fissões, gerando mais energia. “Nos reatores nucleares, a reação acontece dentro de varetas que compõem uma estrutura chamada elemento combustível. Dentro do elemento combustível há também barras de controle, geralmente feitas de cádmio (ou grafite), material que absorve  nêutrons. Estas barras controlam o processo. Quando as barras " entram totalmente " no elemento combustível, a reação em cadeia pára; quando saem, ela é ativada.” Isso permite o controle na produção de energia.

         Agora, veremos as partes em que a usina Nuclear consiste, já que só falamos até agora de seu reator. Tais dados se encontram no site “http://www.eletronuclear.gov.br”, página da organização governamental que está sendo responsável, hoje, pela construção de Angras II e III. As bases e tamanhos das construções são baseados em tais usinas:

        “Edifício do Reator: o principal deles, pelas características especiais de sua construção, pois é em seu interior que ocorre a fissão nuclear, repousa diretamente sobre a rocha, é de forma cilíndrica e tem 58 m de altura e 40 m de diâmetro. Sua estrutura de concreto tem 75 cm de espessura. Em seu interior há um envoltório de contenção em aço, de 30 mm de espessura. dentro do envoltório estão localizados os componentes principais do sistema nuclear gerador de vapor, tais como o vaso de pressão do reator, dentro do qual está o núcleo do reator, geradores de vapor, e pressurizador.

        Edifício de Segurança: nele, localiza-se a maioria dos componentes dos sistemas destinados a garantir a segurança da usina, como o de Injeção de Segurança e o de Remoção de Calor Residual.

        Edifício do Combustível: onde estão as áreas de armazenagem dos elementos combustíveis novos e usados, bem como os equipamentos que possibilitam a sua movimentação na operação de recarga do reator nuclear, recebimento do combustível novo e remessa do combustível usado.

        Edifício do Turbogerador: abriga o grupo Turbogerador,seus acessórios, os condensadores e a maioria dos componentes dos sistemas auxiliares convencionais. A potência elétrica instalada em Angra 1 está concentrada em um único turbogerador.

        Edifícios Auxiliares Sul e Norte: neles está a maioria dos componentes auxiliares do Sistema Nuclear de Geração de Vapor. Também se localizam os painéis auxiliares de controle, a Sala de Controle de Angra 1, a maioria dos sistemas de ventilação, o ar condicionado e o grupo gerador diesel de emergência.”

         Mas há diferentes tipos de reatores, e estes serão especificados abaixo, infelizmente sem muita  explicação, devido à minha ignorância em relação ao assunto:

         BWR (“Boiling Water Reactor”) Reator a urânio enriquecido e moderado e arrefecido água leve (H2O) fervente, formando vapor que vai direto a turbina sem a necessidade de um trocador de calor intermediário.

         EPR (“European Pressurized Reactor”) Reator Europeu a Água Presssurizada, reator avançado em desenvolvimento pela França e Alemanha para atender o mercado dos dois países na próxima década.

         FBR (“Fast Breeder Reactor”) Reator super-regenerador a nêutrons rápidos, capaz de produzir uma quantidade de material físsil maior do que aquela que consome.

         HWR (“Heavy Water Reactor”) Reator moderado e arrefecido a água pesada (D2O), permitindo o uso do urânio natural como combustível. Estes reatores na sua versão PHWR (“Presurized Heavy Water Reactor”), reatores moderados a água pesada e arrefecidos a água pesada pressurizada passando por tubos de pressão contendo o combustível, foram desenvolvidos no Canadá e por esta razão são também denominados de CANDU (Canada, Deuterium, Uranium).

         LWR (“Light Water Reactor”) classificação que engloba os reactores de tecnologia semelhante, PWR e BWR.

         PWR (“Pressurized Water Reactor”) Reator a urânio enriquecido e moderado e arrefecido água leve (H2O) pressurizada.

         RBMK ou LWGR Reator moderado a grafita e arrefecido a água leve. Esta tecnologia foi a empregada na usina de Chernobyl. A sigla RBMK é formada pelas iniciais da expressão russa “Reaktor bolshoy moschnosty kipyaschiy” , que em uma tradução livre significa “reator fervente de grande potência”

         VVER ou WWER Reator a urânio enriquecido e água leve pressurizada (PWR) desenvolvido industrialmente pela antiga União Soviética. A sigla VVER é formada pelas iniciais da expressão russa “Voda-vodyanoi energeticheskiy reaktor”, que em uma tradução livre significa “reator de potência a água e água”.

Vocabulário:

        Para o melhor entendimento da primeira parte do resumo segue a explicação de alguns termos específicos: (informações retiradas da enciclopédia: “Larousse Cultural - 1998”)

 1- Urânio enriquecido:

        O urânio, metal pesado e radioativo, último elemento da tabela periódica, se oxida facilmente, originando, além de outros, o anidrito de urânio (UO3), que produz sais de uranila e uranatos.

        O urânio natural consiste numa mistura de tres isotopos radioativos:

Urânio 238 : massa atomica 238, 4,5E9 anos de período radioativo, consiste em 99,28% do urano natural.

Urânio 235: massa 235, 7,2E9 de período radioativo, 0,71% do urânio naural

Urânio 234: massa 234, 2,5E9 anos de periodo radioativo, consiste em 0,006% do urânio natural.

        O urânio 235, é O ÚNICO NUCLÍDEO NATURAL FISSIONÁVEL. O enriquecimento consiste, portanto, em TRIPLICAR a proporção desse nuclídeo no urânio natural, apartir do hexafluoreto de urânio. Os sais provenientes do urânio (no caso, urânio com massa atomica 238), reajem com o hexafluoreto de urânio (UF6), resultando em Urânio 235.

2- Água pesada:

        “Composto análogo à água, cuja molécula é formada por um átomo de oxigenio e dois átomos de DEUTÉRIO, o isótopo do hidrogênio que contém um próton e um nêutron no núcleo.”  O núcleo do átomo de hidrogênio propriamente dito contém apenas um próton.  “A água pesada e a água nuclear constituem excelentes moderadores de nêutrons (...)”

3- Reator moderado:

         “(...) Em reatores térmicos, entre os componentes do núcleo, é introduzido um MODERADOR que, freando os nêutrons, facilita o estabelecimento de uma reação em cadeia. (...) Um bom moderador deve ser leve e poder capturar nêutrons. Na prática, é usada a água pesada, o carbono e a agua leve.” Com os dois primeiros, são utilizados reatores com urânio natural (238), porém com a água leve, é preciso utilizar o urânio enriquecido (235).

4- Reatores super-regeneradores

         São reatores que trabalham sem  moderadores. Com combustível de elevada proporção de núcleos físseis, apresentam a vantagem de produzir maior qtidade de substância físsil do que consomem. São também chamados de reatores rápidos.

5- Refrigerantes

         Fluido que circula dentro do reator, evita a demasiada elevação de temperatura interna do mesmo.  “os refrigerantes podem ser gás carbônico sob pressão (qdo o moderador é de grafite), água pesada sob pressão (qdo o moderador é de água leve). A mesma água pode desempenhar a função de moderador e refrigerante. O “sólido líquido” é o refrigerante adotado pelos reatores rápidos.