O reator de água pressurizada é um tipo de reator nuclear. A principal característica desse tipo de reator é a utilização de água submetida a alta pressão no circuito primário para evitar que ferva.
Atualmente, é o tipo de reator nuclear mais usado em usinas nucleares em todo o mundo. Atualmente, existem mais de 230 reatores nucleares no mundo fabricados com este sistema.
É também conhecido como reator de água pressurizada ou PWR (reator de água pressurizada).
O reator PWR é freqüentemente usado em engenharia naval. Na verdade, este modelo foi originalmente projetado para ser usado em um submarino nuclear.
Os reatores de água pressurizada usam urânio enriquecido como combustível nuclear.
Junto com os reatores de água fervente (BWR), o reator de água pressurizada é classificado como um reator de água leve.
Como funciona um reator de água pressurizada (PWR)?
O reator de água pressurizada (PWR) funciona em 4 etapas:
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O núcleo do reator dentro do vaso do reator gera calor por meio de reações de fissão.
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A água de alta pressão do circuito primário transporta essa energia térmica para um gerador de vapor.
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Dentro do gerador de vapor, o calor que vem do circuito primário converte a água do circuito secundário em vapor.
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O vapor gerado aciona uma turbina que produz eletricidade.
Durante esses quatro pontos, o reator de água pressurizada converteu a energia nuclear do combustível nuclear em energia elétrica. A partir daqui, o ciclo começa novamente: o vapor residual é convertido de volta em água líquida por meio de um condensador.
O condensador coloca o circuito secundário em contacto térmico com um circuito terciário através do qual circula água fria do exterior (água do mar, rios, lagos, etc.). Uma vez convertido em água líquida, ele retorna ao gerador de vapor acionado por uma série de bombas d'água.
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O núcleo do reator e as reações nucleares
O núcleo do reator contém as barras de combustível nuclear. Dentro do reator são geradas reações nucleares que geram uma grande quantidade de energia térmica.
Por razões de segurança, o reator de água pressurizada PWR não pode exceder uma determinada temperatura para evitar seu próprio derretimento. Portanto, as barras de combustível devem ser resfriadas.
O resfriamento é feito por meio de água que circula graças a um conjunto de bombas d'água.
A troca de calor entre os circuitos primário e secundário deve ser feita sem a mistura de água. Essa mistura deve ser evitada porque a água do circuito primário é radioativa.
Refrigerante para reatores de água pressurizada
Água comum é usada para resfriar reatores de água pressurizada. No campo da engenharia nuclear, é chamada de água leve. A água pode atingir temperaturas de até 315 graus Celsius. A água permanece na fase líquida devido à alta pressão (cerca de 16 megapascais) em que opera o circuito primário.
Moderador nuclear em reatores nucleares de água pressurizada
As reações de fissão nuclear ocorrem quando um nêutron colide com um átomo de combustível. Um ou dois nêutrons rápidos são liberados em cada reação.
O reator de água pressurizada requer nêutrons rápidos para desacelerar a fim de gerar mais reações.
O moderador é o responsável pela perda de velocidade dos nêutrons. Em reatores PWR, a água usada como refrigerante também atua como um moderador de nêutrons.