Funcionamento de uma Central Nuclear

Fig.1 - Central Nuclear

Qualquer combustível utilizado para gerar calor é utilizado na central . A água é aquecida numa caldeira/reactor, passa ao estado de vapor sobreaquecido, que depois é expandido numa turbina. Esta expansão impulsiona a turbina, a qual está em conexão com um gerador de corrente alterna. Após a passagem na turbina, o vapor condensa, sendo então água bombeada para a caldeira, reiniciando-se o ciclo.

A água usada para a condensação, é captada no meio envolvente (Mar, Rio) e bombeada para a zona de condensação. Nesta operação a água de refrigeração aquece (60-70º) e a legislação impede que seja deitada imediatamente no meio de onde foi captada, pois a sua temperatura mataria a fauna. Por este motivo passa por uma torre de refrigeração, que possui um esquema simples de funcionamento.

Fig.2 - Torre /Chaminé

A torre, estrutura de betão armado, está aberta na base, é completamente oca no seu interior, o vento ao passar no topo da torre, provoca uma depressão no seu interior, criando assim uma corrente de ar ascensional que puxa o ar do exterior, na sua base. A cerca de 10 metros de altura, a água quente é pulverizada e o encontro desta com a corrente de ar frio em ascensão, arrefece água quente, ocorrendo a libertação de vapor de água para a atmosfera, o qual sai pelo topo da torre.

1. A central do Carregado, que é a mais antiga em funcionamento arrefece a água de refrigeração através de umas cascatas ao ar livre.



2. A central de Sines, a mais potente do país, como possui muito espaço, usa lagoas para esta operação.



3. As centrais térmicas convencionais e nucleares na antiga Europa de leste, são construídas no meio de povoações e a água é usada no aquecimento das casas (A legislação ambiental ocidental proíbe esta solução em grandes centrais, estando esta solução limitada a mini centrais térmicas).

[Texto redigido por Raquel Sofia]

Custos associados à Energia Nuclear

Geralmente a indústria apresenta valores baixos na fase de promoçao dos projectos, porque exclui a maior parte dos custos contratuais, de inflacçao e financeiros, além dos que estao associados ao desmantelamento das centrais e tratamento de resíduos.
Para Portugal, os custos de construção sao inferiores (2211 dólares/kw) ao projectado para o reactor a construir na Finlândia (2350 dólares/kw), semelhante ao português (supostamente interiamente privado).

Cá como é que a construção da central pode ser mais barata?

Nas estimativas de investimento (cerca de 3.5 mil milhões de euros):

• Não estão contabilizados os custos de ligação à rede que especialistas estimam no mínimo em 400 milhões de euros só em território nacional;

• Não estão contabilizados os verdadeiros custos de desmantelamento no fim da vida útil (60 anos), sendo que nos EUA as estimativas apontam para um valor semelhante ao investimento inicial (note-se que muitos componentes de uma central têm de ser tratados como resíduos nucleares, devido à sua elevada radioactividade);

• Não estão incluídos os custos administrativos inerentes ao surgimento de uma nova fileira energética, nomeadamente com a instalação da entidade oficial para o controlo radiológico e segurança (o Estado tem de assumir o papel de fiscalizador, controlador e de monitorização, o que exige um enorme investimento).

Também o reactor tem de parar cerca de 2 semanas de 2 em 2 anos para manutenção, sendo que os custos de operação e manutenção representam cerca de 20% do investimento inicial.
Face aos custos adicionais do nuclear (ex. reforço da rede eléctrica), há especialistas que indicam que em Portugal o nuclear só é viável se se construir pelo menos 2 centrais.

Tanto o estudo do MIT ("O Futuro da Energia Nuclear") como o estudo da Shell sobre os cenários energéticos para 2050 ("Energy Needes, Choyces and Possibilities", 2001) afirmam claramente que a energia nuclear não é competitiva com as fontes tradicionais num mercado liberalizado, ou seja, sem apoio estatal.
A subsidiação de centrais nucleares representa também um custo de oportunidade, já que esses montantes poderiam ser investidos noutras medidas com melhores resultados. Por exemplo, os investimentos na eficiência energética, que é muito baixa no País, produzem resultados positivos com mais rapidez e com custo muito inferior por tonelada de emissao de CO2 evitada.

Em suma, os custos de manutenção de uma central nuclear, ultrapassam o valor estipulado em vários milhões de euros.

Quanto aos preços: segundo um estudo do MIT o valor actual para a produção de um megawatt de uma central nuclear é de 56 euros, de uma central térmica a carvão é de 48 euros e de uma central a gás natural é de 53 euros.

[Texto redigido por Grupo Nuclear]

Urânio

Para além de ser utilizado na produção de bombas atómicas, o Urânio é o principal elemento envolvido no processo da Energia Nuclear, como combustível em centrais nucleares para a produção de energia eléctrica.

O Urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica, sendo o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra.
Quando puro, é um sólido, metálico e radioactivo, muito duro e denso, com cor cinza.

Como começou?
Tudo começou em 1789, quando se comprovou a existência de uma "substância semi-metálica" no minério uraninita, ao qual se deu o nome de Urânio em honra da descoberta do planeta Urano.
Mais tarde, conseguiu-se isolar o Urânio metálico, e em 1896 descobriu-se a propriedade da radioactividade no Urânio (foi o primeiro elemento químico onde se descobriu esta propriedade).
Em 1934, ao bombardear Urânio com neutrões, emitindo assim partículas alfa, concluiu-se que este bombardeamento dava origem a isótopos de elementos mais leves, como o kripton ou o bário, por fissão do seu núcleo, libertando uma grande quantidade de energia.
Comprovou-se, em 1939, que a fissão produzia novos neutrões que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e tornar, assim, a reacção auto-sustentada.
Em 1942, para a primeira reacção nuclear de fissão auto-sustentada, foram utilizadas 400 toneladas de grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de Urânio. O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do Urânio foi realizado em 1945 no Novo México.

Onde há?
Podem-se encontrar vestígios de Urânio em quase todas as rochas sedimentares da crosta terrestre. Os minerais que contêm Urânio são a euxenita, a carnotita, a branerita, a torbernite e a coffinita, sendo o mais comum minério de Urânio a uraninita (composta por UO2 com U3O8).
Os principais depósitos destes minérios situam-se nos EUA, Canadá, Rússia e França, mas o maior depósito do mundo de uraninita situa-se nas minas de Leopoldville no Congo, África.

Para quê?
Antes da descoberta da Energia Nuclear o Urânio era muito pouco utilizado. Era utilizado em fotografia, nas indústrias de cabedal e madeira, e os seus compostos eram utilizados como corantes e fixadores de cor em sedas e lã.
Actualmente, a aplicação mais importante do Urânio é a energética, na produção de Energia Nuclear em centrais nucleares, e assim de energia eléctrica. Utilizam-se três isótopos do elemento – 234U, 235U (o mais utilizado) e 238U – com mecanismos de reacção ligeiramente diferentes.
Devido às suas características – alta dureza, alta densidade (17,3 g/cm3) e alto ponto de fusão (1132 ºC) – o Urânio é também utilizado no fabrico de projécteis de armas de fogo, onde normalmente se utiliza o chumbo.

Faz mal à saúde?
O Urânio pode prejudicar a saúde do ser humano, tendo em conta que atinge o sistema linfático, sangue, ossos, rins e fígado, causando envenenamento de baixa intensidade (inalação, ou absorção pela pele), náuseas, dores de cabeça, vómitos, diarreia e queimaduras. Este mineral, por não ser reconhecido pelo ser vivo, não é eliminado do organismo, sendo progressivamente depositado sobretudo nos ossos; a radiação assim exposta pode provocar o desenvolvimento de cancro – os trabalhadores de minas são frequentemente casos de cancro pulmonar.

O que é o Urânio enriquecido?
O termo “combustível nuclear” é normalmente empregue para designar o material que pode sofrer fissão nuclear.
O dióxido de Urânio (UO2) é matéria-prima no fabrico do combustível nuclear nos reactores nucleares, dado que é muito pobre em Urânio físsil (235U92), ou seja, que pode sofrer fissão nuclear. Apenas 0,7% dos átomos de Urânio presentes nesse óxido são 235U92; os 99,3% restantes são 238U92, não físsil. Deste modo, é necessário um novo tratamento para separar o isótopo físsil do isótopo não físsil.
Este tratamento é o enriquecimento do Urânio; consiste em transformar o dióxido de Urânio no gás hexafluoreto de urânio (UF6) e fazer este gás difundir-se por placas porosas e, assim, separar o 235UF6 do 238UF6. O gás hexafluoreto de Urânio enriquecido volta a ser convertido em dióxido de Urânio, e é este o óxido que constituirá finalmente o combustível nuclear.

[Texto redigido por Ana Mafalda]

Os efeitos da energia nuclear

[Texto redigido por Diana Vieira e Marta Silva]