REATORES E CENTRAIS NUCLEARES Pt1

Páginas: 18 (4275 palavras) Publicado: 7 de junho de 2015
REATORES E CENTRAIS NUCLEARES
ENERGIA DA FISSÃO NUCLEAR
A fissão do núcleo de um átomo pesado pode ser causada por uma colisão com uma partícula neutra, o nêutron. Outras partículas conduzem à fissão, mas o bombardeamento de uma massa físsil com nêutrons é a única maneira prática de obter uma reação em cadeia, uma vez que dois ou três nêutrons são liberados para cada átomo que fissiona.
Quandoum nêutron atinge um núcleo fissionável, este se divide em dois (raramente em três ou quatro) núcleos leves, chamados de fragmento de fissão. Os fragmentos de fissão transformam-se em outros isótopos. Estes isótopos, juntamente com os fragmentos de fissão são chamados de produtos de fissão.

Nessa reação é liberada uma energia de 208 MeV.
1 eV = 1,6·10−19 J
1 kWh = 3,6·106 J
Logo, 1 eV = 4,45·10−26kWh
A fissão completa de um grama de urânio U-235 fornece energia equivalente à queima de nove toneladas de carvão.
A energia liberada por 1kg de U-235 seria suficiente para abastecer cerca de 3.300 residências durante um ano.
Entretanto, a fissão de todos os núcleos de U-235 que existem numa massa físsil é impossível devido a formação de produtos de fissão que capturam nêutrons. Se o número denêutrons capturados se torna grande demais, a reação em cadeia não pode mais ser mantida. O combustível fica “envenenado” e só pode ser reutilizado através de um reprocessamento que remova os produtos de fissão.
ENERGIA DOS NÊUTRONS E MODERAÇÃO
Os nêutrons podem ser classificados em: rápidos, intermediários e lentos, conforme a sua energia cinética. A energia cinética mais baixa que um nêutronpode atingir é aquela equivalente a das moléculas do meio em que o nêutron se encontra. Uma vez que estas energias são funções da temperatura do meio, nêutrons nestas condições são chamados de térmicos (uma categoria particular de nêutrons lentos).
Os núcleos de U-233, U-235 e Pu-239 se fissionam com nêutrons de todas as energias, mas a probabilidade de fissão torna-se maior à medida que os nêutronsdiminuem a sua energia. Se o Urânio natural (0,7% de U-235 e 99,3% de U-238) for utilizado no caroço de um reator, muitos nêutrons são capturados pelos núcleos de U-238 em reações que não produzem fissão.
Os nêutrons emitidos pelo núcleo dos materiais físseis, ao sofrerem uma reação de fissão, saem com uma alta energia, de valor médio de 2 MeV, podendo alguns atingir até 10 MeV.
Nos reatorestérmicos, usamos para produzir novas fissões, os nêutrons que estão com energia correspondente a uma velocidade de 2200 m/s ou 0,025 EV. Assim, os nêutrons devem perder sua energia fora das barras de combustível, para que, ao re-entrar nelas, já venham termalizados. Isso é obtido intercalando-se aos elementos de combustível certas substâncias capazes de diminuir a velocidade dos nêutrons, isto émoderá-los. Uma substância com essa propriedade é chamada de moderador.
Para se ter um bom moderador é necessário também concentrar o maior número possível de núcleos de moderador num certo volume, a fim de reduzir ao máximo a distância percorrida pelo nêutron até encontrar o núcleo do moderador. Isto impede o uso de gases como moderadores. Os mais usados são a água, água pesada, grafite e Berílio.CLASSIFICAÇÃO DOS REATORES
Os reatores nucleares são geralmente classificados pelas seguintes categorias:
1. Composição (tipo de moderador, fluido refrigerante, combustível, etc.)
2. Geometria (arranjo de combustível dentro do caroço do reator – homogêneos e heterogêneos)
3. Energia dos nêutrons (rápidos, intermediários ou epitérmicos e térmicos)
4. Ciclo de operação (direto e indireto)
5. Finalidadeou uso
A classificação pela geometria corresponde, basicamente, pelo arranjo do combustível dentro do caroço do reator. Eles serão classificados como:
1. Homogêneos se todos os materiais estão distribuídos uniformemente no volume ocupado pelo caroço do reator. O combustível nesses reatores, em geral, se apresenta na forma de solução aquosa de sais de urânio ou mistura de sais que contém urânio....
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