Energia Nuclear: Como ela funciona?

A produção de energia sempre foi uma grande preocupação da humanidade. Ao longo de vários anos foram usadas diversas fontes de energia, como o carvão ou o óleo. Dessa forma, inevitavelmente, o ser humano desenvolve novas formas de energia e uma delas é a energia nuclear.

Em 1896, o físico francês Anonie-Henri Becquerel descobriu que certas substâncias, como sais de urânio produzem radiação penetrante de uma fonte desconhecida. Esse fenômeno era conhecido como radioatividade. O casal francês Pierre e Marrie Curie também deram incríveis contribuições para a campo da radioatividade, descobrindo o elemento polônio, por exemplo.

Graças à estudos sobre a radioatividade, os pesquisadores alemães, Otto Hahn e Lise Meitner, realizaram os primeiros estudos sobre fissão nuclear. Utilizando urânio, eles concluíram que poderia se gerar uma quantidade de energia executando uma fissão nuclear. Entretanto, a humanidade não utilizou essas descobertas apenas para a geração de energia, e nos anos de 1940, tivemos o choque de horror das duas Grandes Guerras e a utilização das bombas atômicas.

Felizmente, após o terror do uso das armas atômicas nas guerras, os cientistas vieram com uma proposta pacífica para a fissão nuclear, a geração de energia. A energia nuclear funciona através da fissão nuclear, que é a quebra de átomos, como os de urânio 235, gerando energia. Nós podemos entender esse fenômeno de forma mais aprofundada analisando uma usina nuclear.

São colocados “pílulas” de dióxido de urânio dentro de varetas agrupadas em feixes feitas de um elemento combustível que ficam submersas em água em um recipiente de pressão. A água ainda serve para refrigerar o sistema.

Assim, a fissão do urânio dentro dessas varetas aquece a água a uma temperatura de 320 graus Celsius. Entretanto, a água não pode entrar em ebulição e assim é mantida uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica para que aumente a temperatura de ebulição.

Existem três circuitos que evitam o contato da água que passa pelo reator com as demais. 

O gerador de vapor faz uma troca de calor entre as águas do primeiro circuito e a do segundo circuito, que são independentes entre si. Dessa forma, a água do segunda circuito se torna vapor e coloca em movimento a turbina, que gira a uma velocidade de 1800 rpm. Assim, essa turbina aciona o gerador elétrico, produzindo, finalmente, energia.

Porém, ainda existe aquele vapor que foi usado para mover a turbina, e é por isso que existe o terceiro circuito. O vapor passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida pelo terceiro circuito, que é independente também.

Energia nuclear era muito cara e muito complicada. Transformar os projetos de física em projetos de engenharia era fácil no papel, mas difícil na vida real. Ademais, as empresas privadas achavam que energia nuclear era muito arriscado como um investimento e preferiam continuar com o gás, carvão e petróleo.

Entretanto, graças a entusiastas da energia nuclear, os esforços para continuar desenvolvendo essa tecnologia continuou. Nos anos de 1970 o ramo atômico tornou-se uma alternativa convincente quando a guerra no Oriente Médio de Yom Kippur em 1973 causou uma subida dos preços do petróleo mundialmente. Com isso, interesse comercial em investimentos em usinas nucleares começaram a surgir em várias parte do mundo.

Seguindo essa corrida nuclear, era preciso buscar o melhor projeto de usina que funcionasse realmente na prática. Basicamente levava-se em conta pontos como custo, funcionamento e que estava disponível. De fato, as usinas que existem hoje não são as melhores e mais perfeitas, mas elas atendem os três requisitos citados

A energia nuclear não é a saída para um mundo suficientemente energético, possuindo assim, vantagens e desvantagens. O custo baixo e a abundância de matéria prima fazem com que ela seja amplamente usada. O perigo de se construir e os riscos de acidentes nucleares devastadores força os países a decidirem cautelosamente o desenvolvimento desse tipo de usina.

Historicamente existiram catástrofes marcantes. Em 1979, a usina nuclear Three Mile Island na Pensilvânia (EUA) foi palco do maior acidente ocorrido até então quando seu núcleo derreteu. No ano de 1986 a catástrofe de Chernobyl ameaçou diretamente a Europa central com uma nuvem radioativa. Mais recentemente, em 2011, o desastre do afogamento de Fukushima fomentou novas discussões e preocupações. Então o que fazer com essa energia que iniciou com estudos de física e química, já foi a esperança para o problema energético da humanidade e causou desastres?

Muitos países enfrentam a decisão de continuar com a energia nuclear e moderniza-la, apostar em alternativas como solar e eólica ou voltar para as velhas fontes como carvão e petróleo.