A energia é um recurso fundamental para o desenvolvimento humano e econômico. Existem diversas fontes de energia disponíveis, como a energia hidráulica, eólica, solar, geotérmica, entre outras.

De algumas décadas para cá, a energia nuclear tem se destacado como uma importante fonte de energia, especialmente em países que buscam reduzir sua dependência de combustíveis fósseis e mitigar as emissões de gases de efeito estufa.

Mas a palavra “nuclear” não passa muitas segurança em nenhum contexto, ainda mais na geração de energia. Por isso existem muitas dúvidas sobre esse assunto.

Pensando em responder a maioria delas, preparamos o conteúdo abaixo. Confira!

O que é energia nuclear?

A energia nuclear é o resultado de mudanças na constituição do núcleo de átomos de determinados elementos químicos, que possuem prótons (de carga positiva) e nêutrons (sem carga elétrica), cercados por elétrons (de carga elétrica negativa).

Quando ocorrem transformações nessas ligações atômicas, como a fissão ou fusão de núcleos, a energia é liberada e pode ser aproveitada para gerar eletricidade, por exemplo.

A energia nuclear é renovável?

A energia nuclear não é considerada uma fonte de energia renovável, pois depende do processo de fissão nuclear, que envolve a quebra de átomos de elementos como o urânio para gerar energia. O urânio é um recurso natural limitado e portanto, não pode ser considerado uma fonte renovável de energia.

Além disso, a geração de energia nuclear produz resíduos perigosos que permanecem radioativos por milhares de anos e requerem cuidados especiais para armazenamento e eliminação segura. Assim, requer medidas de segurança rigorosas para prevenir acidentes e minimizar os impactos ambientais e para a saúde pública.

Como é produzida a energia nuclear?

A energia nuclear é produzida por meio de um processo chamado fissão nuclear, que ocorre no núcleo de átomos instáveis como o urânio-235 e o plutônio-239. Quando esses átomos são atingidos por nêutrons, eles se dividem em dois átomos menores, liberando uma grande quantidade de energia na forma de calor e radiação.

Esse processo ocorre dentro de um reator em usinas nucleares, onde o combustível nuclear (normalmente urânio enriquecido) é colocado em barras ou pastilhas e disposto em um arranjo que permite a reação em cadeia controlada.

Para evitar o superaquecimento e a fusão do núcleo do reator, é utilizado um sistema de resfriamento que remove o calor gerado pela fissão nuclear e produz vapor, que é utilizado para gerar eletricidade em uma turbina.

usina nuclear soltando fumaça branca

Os reatores nucleares também possuem sistemas de controle que permitem ajustar a reação em cadeia, evitando a ocorrência de explosões e mantendo o reator em um estado seguro e estável.

A geração de energia nuclear também gera resíduos radioativos perigosos, que podem representar riscos ambientais e de saúde pública se não forem manuseados e armazenados adequadamente. Por isso, a operação de usinas nucleares requer procedimentos rigorosos de segurança e monitoramento contínuo para garantir que os riscos sejam minimizados.

Como é produzida eletricidade a partir da energia nuclear?

Assim como em uma central térmica, nas usinas nucleares ocorre a conversão da energia calorífica de um combustível em energia mecânica, e esta, em energia elétrica.

Na usina nuclear, o calor é gerado a partir da reação em cadeia que ocorre no reator, enquanto em uma usina térmica convencional, o calor provém da combustão de um combustível como carvão, óleo combustível ou gás.

usina nuclear próxima a um rio

O calor gerado no reator nuclear é transferido para algum agente refrigerante, que pode ser água, no caso dos reatores de urânio enriquecido ou gás carbônico, no caso de um reator de urânio natural. Esse calor é usado para vaporizar a água, que passa por uma turbina, gerando energia mecânica para acionar um gerador elétrico.

O vapor produzido na usina nuclear pode ser gerado diretamente no reator (no caso dos reatores de água fervente) ou por meio de um gerador de vapor (nos reatores de urânio natural e de água pressurizada). Após acionar a turbina, o vapor é resfriado e condensado em um condensador, utilizando água do mar ou de rio.

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Como pode ser utilizada?

A energia nuclear tem diversas formas de aplicação, desde a geração de eletricidade até a produção de materiais para uso na medicina e indústria. Algumas das principais aplicações da energia nuclear são:

  1. Geração de eletricidade: A energia nuclear é utilizada na geração de eletricidade em usinas nucleares. As usinas nucleares geram eletricidade por meio da fissão de átomos, que aquece a água em um circuito fechado, produzindo vapor que movimenta as turbinas e gera eletricidade;
  2. Produção de materiais radioativos: Produz materiais radioativos para uso em medicina, como o radioisótopo tecnécio-99m, utilizado em exames de diagnóstico por imagem;
  3. Tratamento de câncer: Por meio da radioterapia a energia nuclear auxilia em tratamentos de câncer. Utilizando a radiação para destruir as células cancerosas, reduzindo ou eliminando o tumor;
  4. Pesquisa científica: Para estudar a estrutura do átomo e outras áreas da física nuclear;
  5. Agricultura: A energia nuclear é utilizada na agricultura para produzir novas variedades de plantas resistentes a pragas e doenças, por meio da técnica de mutagênese induzida por radiação.

Vantagens e desvantagens da energia nuclear

Vantagens

  • Baixa emissão de gases de efeito estufa: a energia nuclear é uma fonte de energia limpa, que não emite dióxido de carbono (CO2) ou outros gases de efeito estufa que contribuem para as mudanças climáticas.
  • Alta densidade energética: é uma fonte de energia altamente concentrada, capaz de gerar grandes quantidades de eletricidade a partir de uma quantidade relativamente pequena de combustível nuclear.
  • Confiabilidade: as usinas nucleares podem operar de forma contínua por longos períodos de tempo, sem depender das condições climáticas ou meteorológicas, o que aumenta a confiabilidade do sistema elétrico.

Desvantagens

  • Risco de acidentes nucleares: a operação de usinas nucleares representa um risco potencial de acidentes nucleares, que podem resultar em liberação de radiação e danos ambientais e à saúde pública.
  • Problemas de armazenamento de resíduos nucleares: a geração de energia nuclear produz resíduos radioativos perigosos, que permanecem radioativos por milhares de anos e requerem cuidados especiais para armazenamento e eliminação segura.
  • Proliferação nuclear: a produção de combustível nuclear pode ser usada para fins militares, o que representa um risco potencial de proliferação nuclear.
  • Custo elevado: a construção e operação de usinas nucleares são caras e requerem altos investimentos de capital.

Quais são os tipos de energia nuclear?

Existem basicamente dois tipos de energia nuclear: a energia nuclear de fissão e a energia nuclear de fusão.

Energia nuclear de fissão é a energia liberada a partir da fissão de núcleos atômicos, em que um núcleo é dividido em dois núcleos menores, liberando energia na forma de calor e radiação. A fissão nuclear é utilizada nas usinas nucleares para gerar eletricidade.

Já a energia nuclear de fusão, é liberada a partir da fusão de núcleos atômicos leves, em que dois núcleos se unem para formar um núcleo mais pesado, liberando energia na forma de calor e radiação. A fusão nuclear é o processo que ocorre naturalmente no Sol, por exemplo, e é considerada uma das fontes de energia mais promissoras para o futuro, pois apresenta diversas vantagens em relação à fissão nuclear, como maior segurança, menor geração de resíduos radioativos e maior disponibilidade de combustível.

No entanto, a fusão nuclear ainda é uma tecnologia experimental e os desafios técnicos e financeiros associados ao seu desenvolvimento e implementação em grande escala são significativos.

Energia nuclear no Brasil

No Brasil, a energia nuclear é gerada principalmente pela empresa Eletronuclear, uma subsidiária da Eletrobras, que opera duas usinas nucleares em Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro: Angra 1 e Angra 2.

De acordo com o site da Eletronuclear, a energia gerada por essas usinas representa cerca de 3% do total da energia elétrica consumida no país. A empresa também afirma que a energia nuclear é uma fonte segura e limpa de energia, que contribui para a diversificação da matriz energética brasileira e para a redução da emissão de gases de efeito estufa.

Além disso, o Brasil possui reservas significativas de urânio, que é o principal combustível utilizado na geração de energia nuclear. O país possui a sétima maior reserva de urânio do mundo, concentrada principalmente nos estados de Minas Gerais, Bahia e Ceará.