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Energia nuclear

O que é a energia nuclear?

A energia nuclear é a energia interna possuída pelos núcleos dos átomos. Em geral, esse conceito também é usado para se referir à maneira de aproveitar essa energia.

O que é a energia nuclear?

Os átomos são as menores partículas em que um material pode ser dividido e são compostos de um núcleo e uma nuvem de elétrons. O núcleo atômico, por sua vez, é formado por duas subpartículas (nêutrons e prótons) que são mantidas juntas por ligações de energia. Dependendo do elemento químico, a criação ou destruição dessas ligações libera uma enorme quantidade de energia na forma de calor.

A tecnologia nuclear lida com o aproveitamento dessa energia interna para uma ampla variedade de aplicações. A aplicação mais conhecida da energia atômica é a geração de energia elétrica em usinas nucleares.

As usinas nucleares são instalações onde a energia térmica é gerada causando reações nucleares no reator nuclear. Posteriormente, a energia térmica é convertida em energia elétrica por meio de transformações termodinâmicas e mecânicas.

A principal vantagem da energia nuclear é que ela é uma alternativa aos combustíveis fósseis. Por outro lado, os resíduos gerados levam milhões de anos para desaparecer.

Como é obtida a energia nuclear?

Para aproveitar a energia nuclear presente no núcleo dos átomos, isso pode ser feito de duas maneiras: dividindo o núcleo de um átomo ou fundindo o núcleo de dois átomos. No primeiro caso chamamos de fissão nuclear e no segundo de fusão nuclear.

Quando uma dessas duas reações físicas ocorre, os átomos experimentam uma ligeira perda de massa. Essa massa perdida é convertida em uma grande quantidade de energia térmica como Albert Einstein descobriu com sua famosa equação E=mc 2 .

Técnica 1: Fissão Nuclear

A fissão nuclear é uma maneira de obter a energia contida em um átomo, dividindo o núcleo atômico em diferentes partículas menores. Este tipo de reação gera uma grande quantidade de energia térmica que pode ser posteriormente utilizada de diferentes maneiras.

O que é a energia nuclear?Uma das características importantes da fissão nuclear é que ela é gerada pelo bombardeio de um átomo instável com um nêutron. Após a fissão do núcleo, além das partículas, ficam livres mais um ou dois nêutrons que podem colidir com outros átomos, gerando uma reação em cadeia.

As partículas resultantes são consideradas combustível gasto que deve ser substituído quando a proporção é muito alta e impede que os nêutrons livres encontrem átomos para a fissão.

A fissão nuclear é atualmente o tipo de reação nuclear usado em todos os tipos de reatores de energia nuclear. A maioria desses reatores são reatores de água leve.

Técnica 2: Fusão Nuclear

A fusão nuclear é o processo inverso, ou seja, a fusão do núcleo de dois átomos. Para obter a fusão, os núcleos dos átomos devem ser submetidos a condições de pressão e temperatura muito altas. Uma grande quantidade de energia também é obtida através deste tipo de reação.

No entanto, tecnicamente ainda não foi possível construir reatores nucleares viáveis ​​para a produção de eletricidade.

Esta técnica tem várias vantagens em relação à fissão:

Um exemplo de energia de fusão nuclear é a energia produzida pelo Sol. No núcleo da estrela em nosso Sistema Solar são geradas reações de fusão nuclear.

Para que serve a energia nuclear?

Uma vez que conhecemos a definição de energia nuclear, podemos entender melhor quais aplicações ela pode ser dada. A energia nuclear tem uma ampla variedade de aplicações. As aplicações mais conhecidas da energia nuclear são a geração de eletricidade em usinas nucleares e no campo militar.

De qualquer forma, alguns reatores nucleares têm a função de gerar radioisótopos para uso no campo da medicina, tratamento de pragas, etc. Na medicina, a radiação nuclear é usada para realizar raios-x ou certos tratamentos radiológicos.

No campo militar é usado para criar armas e também para a propulsão de veículos. Os efeitos que as armas nucleares podem ter sobre a população são devastadores. Até hoje, a bomba atômica foi lançada apenas duas vezes (nas cidades de Nagasaki e Hiroshima durante a Segunda Guerra Mundial). Apesar disso, há um grande número de tratados e acordos para regular essas atividades.

No campo militar, a tecnologia nuclear também é usada para impulsionar veículos e mísseis porque permite grande autonomia com muito pouco combustível.

O que é combustível nuclear?

Quando falamos de combustível nuclear nos referimos ao material que é usado para gerar reações nucleares. Os reatores de fissão precisam de átomos instáveis ​​que podem ser facilmente quebrados. 

O urânio é um elemento químico encontrado na natureza e que atende a essas condições. No entanto, para que o urânio natural seja utilizado como combustível nuclear, ele deve passar por um processo de enriquecimento que o torne ainda mais instável e, portanto, mais eficiente para as usinas nucleares.

As reservas de urânio do planeta não são consideradas ilimitadas, portanto, a energia nuclear não é considerada uma energia renovável, como a solar ou a eólica.

No caso da fusão nuclear, o material mais ótimo é aquele com a estrutura atômica mais simples, ou seja, o menor número de prótons. Por enquanto, estamos trabalhando principalmente com dois isótopos de hidrogênio: trítio e deutério, o primeiro elemento da tabela periódica.

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Data de publicação: 10 de dezembro de 2009
Última revisão: 17 de janeiro de 2022