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Energia Nuclear no Brasil e no Mundo

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by

Jessica MIlagre

on 30 June 2015

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Transcript of Energia Nuclear no Brasil e no Mundo

Energia Nuclear no Brasil e no Mundo
Usinas Nucleares
Energia Nuclear no Brasil
No que consiste a Energia Nuclear?
História
Tipos de Reatores Nucleares
Indíce
No que consiste a Energia Nuclear?
História da Energia Nuclear
Usinas Nucleares
Vantagens
Desvantagens
Enriquecimento de Urânio
Tipos de reatores
Energia Nuclear no Brasil
Energia Nuclear no Mundo

Fusão Nuclear
Fissão Nuclear
Reações nucleares que liberam energia na forma de calor.

Dois tipos de reações nucleares:
Fissão -> um núcleo se divide em outros dois.
Fusão -> dois núcleos se unem para formar um.

1938-39 - Descoberta da Fissão Nuclear por Otto Hahn, Fritz Strassmann, Lise Meitner e Otto Frisch:
Detecção de Ba como resultado da clivagem do núcleo de U.
Energia liberada na forma de energia cinética dos fragmentos.

1941-1945 - Devido a Segunda Guerra Mundial:
Armas Nucleares

1942 – Primeira reação em cadeia controlada (Enrico Fermi).

Após 1945 - Fim da Guerra:
Usinas Nucleares

1972 - Começa a construção de Angra I.

1987 - Começa a produção de U enriquecido no Brasil.

2004 - Operação da usina de enriquecimento de U em Resende (RJ).
Energia nuclear -> energia elétrica


Vantagens:

Não emite gases que contribuem para a chuva ácida (óxidos de enxofre e nitrogênio);
Não emite gases que contribuem para o efeito estufa (CO2, metano etc.);
Não emite metais cancerígenos e mutagênicos (arsênio, mercúrio, chumbo, cádmio etc.)
Não emite material particulado poluente;
Não produz cinzas;
Não produz escória e gesso (rejeitos sólidos produzidos em usinas a carvão mineral);
É uma forma de energia barata -> área pequena -> alta produção de energia por quantidade de combustível.
Comparação de usina nuclear com usina a carvão
Comparação de usina nuclear com usina a gás

Fonte: International Nuclear Societies Council
Reator de Água Pressurizada (PWR):

Mais utilizado do mundo.
USA, Alemanha, França e Japão.
Combustível: Dióxido de Urânio (UO2), enriquecido a 2,5% de U-235.
Refrigerador: H2O.
Reator de Água em Ebulição (BWR):

Utilizado com frequência.
USA, Suécia e Alemanha.
Combustível: Urânio enriquecido na forma de óxido
Refrigerador: H2O.

Reator de Urânio natural, gás e grafite (GCR):

França e Reino Unido.
Combustível: Urânio na forma de metal.
Moderador: Grafite.
Refrigerador: Gás - Anidrido carbônico.
Reator Avançado a Gás (AGR):

Desenvolvido no Reino Unido a partir do GCR.
Combustível: Urânio enriquecido na forma de óxido.
Moderador: Grafite.
Refrigerador: CO2.
Reator refrigerado por gás a temperatura elevada (HTGCR):

Alemanha, Reino Unido e USA.
Refrigerador: Hélio.
Combustível: Forma cerâmica, não metálica.
Moderador: Grafite.
Gás a altas temperaturas.
Reator de Água Pesada Pressurizada (PHWR):

Canadá.
Urânio natural na forma de óxido.
Refrigerador e moderador: D2O.
Reator Reprodutor Rápido (FBR):

Rússia e França.
Não possui moderador.
Combustível: Urânio natural -> Plutônio ou Urânio-233 -> Tório.
Refrigerador: Sódio líquido.
Alternativa para o "monopólio" da hidroeletricidade no país.
Evita maiores riscos hidrológicos.


Abundância de matéria-prima.


Usada apenas para geração de energia elétrica.
2,78% da geração de energia do Sistema Interligado Nacional em 2013.

1/3 do consumo de energia do Estado do Rio de Janeiro.
Angra I
Construção -> 1972.
Primeira reação em cadeia -> 1982.
Operação -> 1985.
Últimos dois anos -> 20% do consumo de energia do Rio de Janeiro.
Atualmente -> 640 MW.
Angra II
Construção -> 1981.
Primeira reação em cadeia -> 2000.
Operação -> 2001.
16° usina (de 434) em produção de energia no mundo (dados 2013).
Atualmente -> 1350 MW.
Futuro - Angra III
Obras paralisadas em 1986.
Reiniciadas em junho de 2010.
Previsão de término: 2018.
Potência -> 1405 MW
Carga energética suficiente para abastecer Brasília e BH, ao mesmo tempo.
Vantagens na construção de Angra III
Aumento na geração de energia elétrica.
Localização privilegiada (grandes centros).
Geração máxima logo no início da sua operação.
Ausência de impactos ambientais (emissão de gases e alagamentos de grandes áreas).
Custo de geração compatíveis as outras opções.
Nacionalização do combustível nuclear -> processo industrial de enriquecimento isotópico por ultracentrifugação.

Energia Nuclear no Mundo
Panorama geral da energia nuclear no mundo
Em 2013 os reatores nucleares foram responsáveis por 12,3% da energia elétrica no mundo(INEA);
Energia nuclear é a quarta maior fonte de energia;
Capacidade instalada como fonte nuclear: 372.751 MW(e)
Existem 435 reatores comerciais em 30 países; (dados de 2014)
Entre os países que utilizam essa tecnologia destacam-se: Estados Unidos, com 100 unidades, a França, com 58, e o Japão .
Distribuição de reatores no mundo:
Reatores em construção no mundo:
Dos 435 reatores em operação, 274 são do tipo PWR, com capacidade líquida total de 254.110 MW
Estão em construção 72 reatores (capacidade total de 65.486 MW).
Dos 72 reatores em construção, 60 são do tipo PWR.
Países mais dependentes de energia nuclear na sua matriz energética:
Fonte: Eletrobrás
Fonte: Eletrobras
Fonte: Eletrobrás
Fonte: INEA
Fonte: INEA
Enriquecimento de Urânio:
Aumentar o teor de U-235 na amostra de Urânio.

UO2 + 4 HF -> UF4 + 4 H2O
UF4 + F2 -> UF6

Como o UF6 é um gás, fica mais fácil separar os dois isótopos do urânio pela diferença de peso molecular e de densidade.

Após a separação o UF6 reage com Cálcio (conforme abaixo) ou volta para UO2 e é usado na forma de pastilha.

UF6 + 3 Ca -> U + 3 CaF2



Referências bibliográficas
http://coral.ufsm.br/gef/Nuclear/nuclear14.pdf
http://www.inea.rj.gov.br/Portal/index.htm
http://coral.ufsm.br/gef/Nuclear/nuclear15.pdf
http://coral.ufsm.br/gef/Nuclear/nuclear12.pdf
http://www.eletronuclear.gov.br/
http://energia-nuclear.net/reactor-nuclear/tipos-de-reactor-nuclear.html
http://areaseg.com/vote2/html/un.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/fasbre.html
Desvantagens:
Obrigado!
Fonte de energia não renovável;
Riscos de acidentes;
Destino dos rejeitos produzidos;
Estima-se a disponbilidade de 4,7 milhões de toneladas de urânio, o que duraria 60 anos considerando-se o consumo atual.
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