A energia nuclear refere-se à energia liberada durante as reações nucleares, seja na forma de fusão nuclear ou fissão nuclear. Aqui estão exemplos de ambos:
Exemplos de Fusão Nuclear
A fusão nuclear é o processo no qual os núcleos atômicos se combinam para formar núcleos mais pesados. Este processo libera uma grande quantidade de energia devido à conversão de massa em energia de acordo com a famosa equação de Einstein, E=mc². Alguns exemplos adicionais da aplicação da fusão nuclear incluem:
1. Pesquisa em reatores de fusão
Cientistas e engenheiros estão trabalhando no desenvolvimento de reatores de fusão controlada na Terra, conhecidos como reatores de fusão nuclear termonuclear controlados.
Esses reatores usam campos magnéticos de alta potência ou lasers para confinar e aquecer o plasma de fusão a temperaturas extremamente altas. Exemplos desses projetos incluem o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) e o projeto Wendelstein 7-X.
2. Bombas atômicas de hidrogênio
Bombas de hidrogênio, também conhecidas como bombas termonucleares, são dispositivos explosivos que aproveitam a fusão nuclear para gerar uma explosão muito mais poderosa do que as armas convencionais de fissão nuclear.
Nessas bombas, a fissão nuclear de uma pequena quantidade de material físsil, como o urânio-235, gera a temperatura e a pressão necessárias para iniciar a fusão de núcleos leves, como o deutério e o trítio.
3. A energia do Sol e das estrelas
O Sol e outras estrelas do universo são fontes massivas de energia nuclear devido às reações de fusão nuclear que ocorrem em seus núcleos. No caso do Sol, a principal reação é a fusão nuclear do hidrogênio em hélio, liberando uma enorme quantidade de energia no processo.
Além do Sol, as estrelas do universo também funcionam como reatores nucleares gigantes. As estrelas mais massivas podem sofrer reações nucleares ainda mais complexas, como a fusão de elementos mais pesados que o hélio, produzindo elementos como carbono, oxigênio e ferro.
Essas reações de fusão nuclear nas estrelas são responsáveis pela produção de elementos químicos e pela liberação de grandes quantidades de energia na forma de radiação eletromagnética, incluindo a luz visível.
Exemplos de fissão nuclear
A fissão nuclear é o processo no qual um núcleo pesado se divide em fragmentos menores, liberando energia no processo. Alguns exemplos adicionais da aplicação da fissão nuclear incluem:
1. Reatores de energia nuclear
Reatores de fissão nuclear são usados em usinas nucleares para gerar eletricidade. Nesses reatores, material físsil como urânio-235 ou plutônio-239 é usado para induzir a fissão nuclear controlada. O calor gerado pela fissão é usado para aquecer a água e produzir vapor, que por sua vez aciona uma turbina conectada a um gerador elétrico.
As três usinas nucleares com maior potência instalada são as seguintes:
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Usina Nuclear de Kashiwazaki-Kariwa (Japão): Localizada na província de Niigata, é a usina nuclear mais poderosa do mundo. Possui capacidade instalada de cerca de 8.212 megawatts (MW), distribuídos em sete reatores nucleares.
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Usina Nuclear de Bruce (Canadá): Localizada em Ontário, Canadá. Possui capacidade total instalada de aproximadamente 6.384 MW. É composto por oito reatores nucleares.
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Usina Nuclear de Zaporizhia (Ucrânia): É a maior usina nuclear da Europa e a terceira mais poderosa do mundo. Está localizada próximo à cidade de Enerhodar, na Ucrânia, e tem capacidade instalada de cerca de 6.000 MW. A usina tem seis reatores nucleares.
2. Reatores de pesquisa
Além dos reatores de potência, existem reatores de pesquisa utilizados na área científica para diversas finalidades, como a produção de radioisótopos para aplicações médicas e pesquisas em física nuclear.
3. Propulsão nuclear
A energia nuclear também é usada para realizar trabalhos mecânicos para mover veículos e navios; Vejamos alguns exemplos:
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Nave espacial movida a energia nuclear térmica: foram propostos conceitos para espaçonaves que usam energia nuclear para gerar calor e se impulsionar para o espaço. Esses sistemas usariam um reator nuclear para aquecer um propulsor, como o hidrogênio líquido, a altas temperaturas. O propulsor quente seria ejetado através de um motor de foguete para gerar empuxo.
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Submarinos Nucleares (SSN): Os submarinos nucleares usam um reator nuclear para gerar energia elétrica, que por sua vez aciona o sistema de propulsão. Esses submarinos carregam um reator nuclear a bordo que usa a fissão nuclear para gerar calor. O calor é usado para aquecer a água e produzir vapor, que por sua vez aciona uma turbina conectada a um sistema de propulsão, como uma hélice.
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Submarinos de mísseis balísticos (SSBNs): submarinos de mísseis balísticos também usam energia nuclear para propulsão, mas seu papel principal é lançar mísseis balísticos nucleares.