Como funciona o processo de uma usina nuclear?

As usinas nucleares são instalações industriais utilizadas para produzir energia elétrica por meio da energia produzida em reações de fissão nuclear. A produção de energia elétrica advinda desse processo teve início na década de 1950, após avanços no campo da radioatividade. Embora sempre alvo de discussões, as usinas nucleares são muito importantes para a matriz energética de diversos países.

Essas usinas possuem como grande vantagem a sua operação incessante, bem como o fato de não produzirem gases que contribuem para o efeito estufa. Contudo, os rejeitos continuam sendo um problema, embora defensores digam que a quantidade e o risco são pequenos. O Brasil possui duas usinas nucleares em operação, as usinas de Angra 1 e Angra 2, localizadas na cidade de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro.

Confira no nosso podcast: Como funcionam as usinas nucleares?

Usinas nucleares são instalações industriais capazes de produzir energia elétrica proveniente da energia térmica gerada nos reatores nucleares.

A energia dos reatores nucleares é produzida inicialmente por meio de reações de fissão nuclear, em que um nêutron acelerado colide com um átomo, produzindo núcleos atômicos menores e energia.

Os átomos usados nas usinas nucleares são chamados de isótopos físseis ou isótopos férteis.

A maioria dos reatores nucleares usa água como líquido refrigerante.

O urânio-235 é o principal combustível nuclear.

As usinas nucleares possuem vantagens ambientais, pois não produzem gases intensificadores do efeito estufa.

Uma usina nuclear é uma instalação industrial que produz energia elétrica advinda da energia térmica gerada por reações nucleares.

As descobertas e os grandes avanços no campo da física nuclear nos séculos XIX e XX geraram a concepção de que alguns elementos eram capazes de emitir radiação, propriedade conhecida como radioatividade. Não demorou muito para que se percebesse o grande potencial energético dos materiais radioativos, até que, por volta de década de 1950, iniciou-se o processo de produção de energia elétrica proveniente da energia nuclear.

Segundo a World Nuclear Association, a produção mundial de energia elétrica por meio de usinas nucleares foi de 2.553 bilhões de kWh (quilowatt-hora) no ano de 2020. Entre os maiores produtores estão os Estados Unidos, China, França, Rússia, Coreia do Sul e Canadá. Segundo o Balanço Energético Nacional do Ministério de Minas e Energia, em 2020, o Brasil gerou 14.053 Gwh (gigawatt-hora) — ou 14,053 bilhões de kWh — de energia elétrica advinda de usinas nucleares.

Energia nuclear é a aquela produzida durante uma transformação da estrutura atômica em decorrência de sua instabilidade. O núcleo atômico é formado por prótons e nêutrons, porém, alguns elementos possuem isótopos com um número grande de nêutrons, o que torna o núcleo instável (as forças repulsivas acabam superando a força atrativa nuclear, chamada de força forte).

Por vezes, essa instabilidade faz com que o átomo sof…

Como é feita a produção de energia nuclear?

Os átomos de alguns elementos químicos apresentam a propriedade de, através de reações nucleares, transformar massa em energia. Esse princípio foi demonstrado por Albert Einstein. O processo ocorre espontaneamente em alguns elementos, porém em outros precisa ser provocado através de técnicas específicas.

Existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento.

A fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. É usada em mais de 400 centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Sul, Paquistão e Índia, entre outros.

Segundo a WNA (Associação Nuclear Mundial, da sigla em Inglês), hoje, 14% da energia elétrica no mundo, é gerada através de fonte nuclear e este percentual tende a crescer com a construção de novas usinas, principalmente nos países em desenvolvimento (China, Índia, etc.). Os Estados Unidos, que possuem o maior parque nuclear do planeta, com 104 usinas em operação, estão ampliando a capacidade de geração e aumentando a vida útil de várias de suas centrais. França, com 58 reatores, e Japão, com 50, tambem são grandes produtores de energia nuclear, seguidos por Rússia (33) e Coréia do Sul (21).

A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global e outros produtos tóxicos. Usinas nucleares ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos (chuva, vento, etc.) para o seu funcionamento.

Além disso, o urânio utilizado em usinas nucleares é um combustível de baixo custo, uma vez que as quantidades mundiais exploráveis são muito grandes e não oferecem risco de escassez em médio prazo. Pesquisas de opinião realizadas na Europa, nos Estados Unidos e na Ásia demonstram que a população aceita a construção de novas usinas nucleares e a substituição de plantas antigas por novas.

Ambientalistas prestigiados como James Lovelock (autor da “Teoria de Gaia”) e e Patrick Moore (fundador do Green Peace) são unânimes em declarar que não se pode abdicar da energia nuclear se pretendemos reduzir os riscos do aquecimento global e de todos os problemas relacionados a ele.

Como funciona uma usina nuclear?

A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.

O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste.

Qual objetivo da usina nuclear?

Sua principal utilização é a produção de energia elétrica, através de usinas termonucleares. Essas usinas funcionam a partir da fissão (separação) nuclear, controlada dentro dos reatores. A fissão gera calor que aquece a água e a transforma em vapor.

Qual a necessidade de ter uma usina nuclear?

Usina nuclear é uma instalação onde ocorre a geração de energia termelétrica por meio do processo de fissão nuclear e produção de vapor d’água, responsável pelo acionamento das turbinas geradoras. A fissão acontece no núcleo do reator nuclear, dispositivo de maior importância de uma usina. Ele fica armazenado em um recipiente seguro de concreto e aço, e é nele que estão as barras de combustível (urânio) responsáveis pela reação.

Essas usinas são altamente produtivas e seguem rígidos protocolos de segurança, mas riscos de acidente não podem ser totalmente descartados. O Brasil possui duas plantas nucleares geradoras de eletricidade, que são Angra 1, inaugurada em 1985, e Angra 2, que está em atividade desde 2001.

Leia também: Armas nucleares — dispositivos cuja tecnologia deriva de reações nucleares

Uma usina nuclear é uma instalação que promove a geração de energia elétrica por meio da geração de calor e formação de vapor d’água.

A obtenção de calor se dá por meio da fissão nuclear.

A fissão nuclear acontece no núcleo do reator, dispositivo principal de uma usina nuclear.

O combustível utilizado por essas usinas é geralmente o urânio enriquecido.

As usinas nucleares são muito produtivas e ocupam uma área pequena. Além disso, o urânio é amplamente encontrado na natureza.

Em contrapartida, o combustível não é renovável (portanto, é finito), e os custos de instalação são ainda elevados.

Seu funcionamento segue rígidos protocolos de segurança. Apesar disso, é possível que ocorram acidentes.

O maior acidente em usina nuclear do mundo aconteceu na usina de Chernobyl, na Ucrânia, em 1986.

Existem em operação no Brasil duas usinas nucleares: Angra 1 e Angra 2, na cidade de Angra dos Reis (RJ).

A maior usina nuclear do mundo é a usina de Kashiwazaki-Kariwa, no Japão.

Usinas nucleares podem ser descritas como usinas termelétricas nas quais o processo de geração de eletricidade acontece por meio da obtenção de calor de uma fonte determinada. Nesse caso em particular, a fonte principal é o metal radioativo denominado urânio (U).

A geração de energia em uma usina nuclear começa no reator nuclear, que fica protegido no interior do vaso do reator (ou vaso de proteção). O urânio enriquecido fica armazenado no núcleo desse reator, área central em que ocorre a fissão nuclear controlada. A fissão nuclear, por sua vez, corresponde ao processo responsável pela liberação da energia que aquece a água presente no vaso do reator.

A temperatura da água chega a cerca de 315 °C. Para que não evapore imediatamente, ela é submetida a um pressurizador com pressão sete vezes superior à atmosférica. Todo esse processo descrito compreende o circuito primário.

No circuito secundário, a água aquecida é transferida para o gerador de vapor, que está acoplado a uma turbina. A mudança de estado físico da água e a expansão do vapor movimentam a turbina, que, por sua vez, aciona o gerador elétrico. É nessa etapa, portanto, que acontece a geração de energia.

Quantas usinas nucleares tem no Brasil?

Panorama mundial

Energia nuclear no mundo

Segundo dados de maio de 2019 da Associação Nuclear Mundial (WNA, na sigla em inglês), existem 447 reatores nucleares em operação no mundo, em 30 países, com capacidade instalada total de 398,154 MWe. Destes, segundo dados da AIEA (dezembro de 2018), 298 são do tipo PWR (o mesmo de Angra 1 e 2), com capacidade total de 282.443 MW, o que corresponde a cerca de 66% da capacidade instalada mundial.

De acordo com o relatório Electricity Information, publicado pela International Energy Agency (IEA), em 2018, os reatores nucleares foram responsáveis por 10,4% da produção de energia elétrica no mundo. As usinas térmicas convencionais (carvão, combustíveis líquidos e gás natural) contribuíram com 65,1% da geração total; as usinas hidrelétricas, 16,6%; e a geração de energia por fontes renováveis totalizaram 5,6%.

As fontes de urânio já identificadas são suficientes para suprir de 60 a 100 anos de operação das usinas existentes no mundo e ainda os cenários de maior expansão previstos até 2035 pela AIEA. As reservas conhecidas estão atualmente em mais de cinco milhões de toneladas e o Brasil é um dos maiores produtores.

Quais são as usinas nucleares no Brasil?

< p >03/03/2005 – 12:45< /p >
< p >A Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto, no município de Angra dos Reis, no estado do Rio, é um complexo que abriga as duas usinas nucleares em funcionamento no Brasil, Angra 1 e Angra 2. Juntas, elas produziram 11,5 milhões de MWh em 2004. Esse valor representa cerca de 4% da produção total de energia elétrica do País, o suficiente para iluminar uma cidade de 7 milhões de habitantes. É também nessa central que está reservada a área para a construção da usina de Angra 3.< /p >
< p >Angra 1 nasceu de um acordo realizado entre Brasil e Estados Unidos. Começou a ser construída em 1972, mas passou a funcionar comercialmente apenas em 1985. Conhecida como “vaga-lume”, pois falhas nos equipamentos provocam freqüentemente a interrupção de seu funcionamento, Angra 1 produziu, no ano passado, pouco mais de 4 milhões de MWh.< /p >
< p >Angra 2 foi fruto de um acordo firmado entre Brasil e Alemanha, em 1975, para a construção de oito usinas nucleares, duas no Rio de Janeiro e seis no litoral de São Paulo. A população paulista protestou contra as usinas e conseguiu impedir a instalação. Angra 2 teve sua operação iniciada em 2000 e, em 2004, produziu 7,5 milhões de MWh.< /p >
< p >Angra 3, a segunda usina prevista no acordo com a Alemanha, ainda não foi construída, mas todo o seu equipamento está comprado e armazenado em Angra dos Reis. As obras para construção foram iniciadas em 1984, mas, por falta de recursos, foram paralisadas dois anos depois. Por funcionar com os mesmos equipamentos, acredita-se que o rendimento de Angra 3 será semelhante ao de Angra 2.< /p >
< p >Da Redação/WS(Reprodução autorizada mediante citação da Agência)< /p >
< p >Agência Câmara< br >Tel. (61) 216.1851/216.1852< br >Fax. (61) 216.1856< br >E-mail:[email protected]< /p >
< p >A Agência também utiliza material jornalístico produzido pela Rádio, Jornal e TV Câmara.< /p >

Porque o Brasil não tem mais usinas nucleares?

Na última semana, a Eletronuclear, estatal brasileira responsável pela geração de energia nuclear no país, foi multada pelo Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama). O motivo da autuação foi o despejo, pela usina Angra 1, de água contaminada com substâncias radioativas no mar, em setembro do ano passado.

O incidente, que virou alvo de ação civil pública do Ministério Público Federal (MPF), na última terça-feira (21), reacende o debate sobre os custos e benefícios da geração de energia elétrica por meio de termelétricas nucleares no país. A Agência Brasil ouviu especialistas favoráveis e contrários ao uso desta matriz energética no país.

As duas usinas nucleares brasileiras (Angra 1 e 2) respondem por cerca de 2% da geração de energia elétrica produzida no país. Nesta semana, a Eletronuclear, estatal responsável pela administração das usinas de Angra, no Rio de Janeiro, divulgou uma nota informando que Angra 1 havia batido seu recorde de geração de energia em um mês, atingindo 485 gigawatts-hora (GWh) em janeiro deste ano.

Em 2022, Angra 1 gerou 4.872 GWh, enquanto sua irmã Angra 2 produziu 9.686 GWh. No total, ambas geraram 14.558 GWh que, segundo a Eletronuclear, seria o suficiente para abastecer toda a região Centro-Oeste.

Há, ainda, a previsão de dobrar a produção até 2031, com a inclusão de duas novas usinas no parque gerador no país.

Uma delas, Angra 3, com capacidade instalada de 1,4 GW, está em construção, com 65% das obras concluídas e previsão de entrada em operação em 2028. Outra usina deverá ter 1 GW de potência até 2031, segundo o Plano Decenal de Energia 2022/2031, divulgado no ano passado.

Segundo o presidente da Associação Brasileira para o Desenvolvimento de Atividades Nucleares (Abdan), o engenheiro eletricista Celso Cunha, a energia nuclear é uma fonte importante para manter a estabilidade da oferta e garantir a segurança do abastecimento.

Isso porque fontes de energias renováveis, como a hidrelétrica, eólica e solar dependem do clima para que possam abastecer o sistema elétrico nacional.

“Elas [as usinas nucleares] estão sempre ali, com capacidade de produção contínua, independentemente se chove mais ou se chove menos, se venta ou se faz sol. Elas garantem uma estabilidade do sistema”, afirma Cunha.

Segundo ele, além de garantir a estabilidade do sistema, as usinas nucleares – que são um tipo de termelétrica que usa o urânio como combustível –, também são uma fonte de energia limpa, porque não emitem gases do efeito estufa em seu processo de geração, diferente de outras térmicas como aquelas que usam carvão, óleo ou gás natural como combustíveis.

Além disso, ele aponta que as nucleares têm um fator de aproveitamento do potencial gerador melhor do que as eólicas e solares, ou seja, elas conseguem produzir mais energia em relação à capacidade nominal da usina.

Cunha também define como ponto positivo, a possibilidade de construí-las próximas aos centros consumidores de energia, evitando custos elevados.

Qual é a maior usina nuclear do Brasil?

A segunda usina nuclear brasileira começou a operar comercialmente em 2001. Com potência de 1.350 megawatts, Angra 2 é capaz de atender ao consumo de uma cidade de 2 milhões de habitantes, como Belo Horizonte.

A usina conta com um reator de água pressurizada (PWR) de tecnologia alemã da Siemwns/KWU (hoje Areva NP), fruto de acordo nuclear entre Brasil e Alemanha, assinado em 1975. Angra 2 começou a ser construída em 1981, mas teve o ritmo das obras desacelerado a partir de 1983, devido à crise econômica que assolava o país naquele momento, parando de vez em 1986. A unidade foi retomada no final de 1994 e concluída em 2000.

A performance da usina tem sido exemplar desde o início. No final de 2000 e no início de 2001, sua entrada em operação permitiu economizar água dos reservatórios das hidrelétricas brasileiras, amenizando as consequências do racionamento de energia, especialmente na região Sudeste, maior centro de consumo do país.

Em 2009, a unidade foi a 33ª terceira em produção de energia entre as 436 usinas em operação no mundo, segundo a publicação americana Nucleonics Week, especializada em energia nuclear. No mesmo ano, ocupou a 21ª posição em comparação com as 50 melhores usinas americanas numa análise dos indicadores de desempenho da Associação Mundial de Operadores Nucleares (Wano).

A construção de Angra 2 propiciou transferência de tecnologia para o Brasil, o que levou o país a um desenvolvimento tecnológico próprio, do qual resultou o domínio sobre praticamente todas as etapas de fabricação do combustível nuclear. Desse modo, a Eletrobras Eletronuclear e a indústria nuclear nacional reúnem, hoje, profissionais qualificados e sintonizados com o estado da arte do setor.