Geração de energia nuclear

[RKA22] E aí, pessoal? Tudo bem?

Nessa aula, vamos conversar
a respeito de energia nuclear.

E, para isso, vamos observar
o estado de Idaho, nos Estados Unidos.

E se você não sabe, é a terra das batatas
e, também, da energia nuclear.

Isso porque se você andar pela cidade,

é provável que passe
por uma pequena cidade pitoresca chamada Arco,

onde é encontrado o restaurante chamado
“Pickle’s Place. Lar do Atomic Burger”.

Mas o que isso tem a ver com radioatividade?

O hambúrguer é radioativo?

Na verdade, Arco se tornou
a primeira cidade do mundo a ser movida a energia nuclear

e, com isso, foi a primeira a servir
hambúrgueres atômicos grelhados

usando energia nuclear.

Mas como isso funciona?

As pessoas dessa cidade estão utilizando
pedras vermelhas brilhantes

para fazer os hambúrgueres atômicos?

Vamos descobrir isso agora.

As usinas nucleares costumam parecer meio assustadores,

mas produzem energia da mesma forma
que a maioria das outras usinas.

Simplificando, elas fervem a água para criar vapor
que gira as turbinas para produzir energia

e a maioria delas usa reatores
de água leve para gerar eletricidade.

São compostos de cinco partes básicas.

Em primeiro lugar, temos o núcleo do reator,

onde as barras de combustíveis são inseridas,

em seguida, temos o escudo de contenção,

que envolve o reator
e as barras de combustível usado,

e, dentro, temos o abastecimento de água
que é fervida para reduzir o vapor.

Com isso, esse vapor gira uma turbina ligada
a um gerador que produz eletricidade.

Esse ato de girar o gerador elétrico
é o mesmo processo usado para o carvão,

gás, geotérmica, hidrelétrica e eólica.

E por mais complexo que seja
o sistema de geração de eletricidade,

tudo se resume à mesma ideia.

Basicamente, giramos uma roda,

uma das mais antigas invenções humanas da era agrícola,

e isso faz eletricidade.

Finalmente, temos o excesso de vapor,
ou vapor de água, que é a única emissão direta

da geração de energia nuclear.

Mas como a água é aquecida, exatamente?

A energia nuclear não é tão fácil quanto acender algo.

Precisamos olhar para o átomo.

Aqui, obtemos a nossa energia a nível atômico
e, para isso, precisamos dividi-lo.

Esse processo é chamado de fissão
e ocorre quando os nêutrons são disparados contra um átomo,

fazendo com que ele se divida
em outros átomos de outros elementos menores.

Essa divisão produz uma grande quantidade
de energia que é convertida em calor,

que ferve a água e produz o vapor.

No entanto, precisamos de um tipo especial de átomo
para que essa fissão aconteça.

A maioria dos reatores nucleares
usa o urânio-235, mas por quê?

Primeiro, porque esse urânio é grande,
mas grande na escala atômica,

e digamos que, no mundo atômico, isso é ser pesado.

Em segundo lugar, o urânio-235 é instável,

porque além de grande, é um isótopo,

o que significa que tem um número diferente
de nêutrons que a forma mais comum de urânio,

que é o urânio-238 com três nêutrons a mais.

Então, esse urânio-235 é instável ou fissível,

o que significa que pode ser dividido por um nêutron,

produzindo, assim, outros elementos, energia e mais nêutrons.

Esses nêutrons produzidos
colidem com outros átomos de urânio-235,

dividindo-os e causando uma reação em cadeia,

que é o que faz a energia nuclear funcionar.

É importante observar essa reação em cadeia

porque é o torna uma usina nuclear
tão diferente de uma bomba atômica.

Se você não sabe, utilizamos
o mesmo processo de fissão nuclear na bomba atômica.

Com a diferença de que é uma reação rápida,
destrutiva e descontrolada

que resulta em explosões massivas e poderosas,

algo que não queremos em uma usina nuclear.

E uma coisa importante é que o combustível, na verdade,

é um composto de minúsculas pelotas de urânio-235,
cada uma do tamanho de uma borracha de lápis,

mas com energia equivalente a uma tonelada de carvão.

Essas pelotas são empacotadas juntas
para formar barras de combustível

que são agrupadas em conjuntos de combustível
e, em seguida, colocadas no reator nuclear.

A fusão nuclear é muito poderosa
e pode gerar muito calor com muito pouco material.

Mas para evitar que as temperaturas fiquem muito altas,

o que causaria um derretimento nuclear,
o reator é resfriado com água.

Quando mais calor é gerado por esse reator
do que pode ser removido pelo sistema de resfriamento,

as barras de combustível podem ficar
tão quentes que podem começar a derreter

e cair no fundo do reator.

Pode escapar para o ambiente próximo.

Isso é chamado de derretimento nuclear
e é por isso que, em parte,

o reator é cercado por uma cápsula
de contenção de aço espesso e concreto

que impede que os materiais radioativos escapem.

Mas as barras de combustível não duram para sempre.

Depois de três a seis anos em um reator,

as hastes de combustível não conseguem mais sustentar
a reação de fissão com eficiência

e se tornam altamente radioativas.

Por sua vez, eles precisam ser
cuidadosamente removidos e armazenados.

Mas o que fazem com o lixo nuclear?

O grande problema é que ele é muito radioativo,

com isso, esses resíduos de materiais radioativos
podem persistir no ar, no solo e na água

por milhares e milhares de anos
e danificar o DNA dos organismos vivos,

causando câncer e outras doenças.

Por muito tempo, de 1943 até 1993, para ser exato,

muitos países simplesmente despejaram
lixo nuclear radioativo no oceano.

Eu acredito que você deve imaginar
o quão ruim isso pode ser.

Além disso, podemos enterrar esse lixo nuclear,
mas também temos um problema com isso.

O que acontece é que ele ainda pode vazar
para o solo e a água se não for adequadamente contido.

Então, onde podemos enterrar com segurança?
Em lugar nenhum.

O combustível radioativo gasto
é armazenado em vários sistemas de contenção,

mas nenhum deles suporta em longo prazo.

Alternativamente, as barras do combustível usado
também podem ser recicladas e reprocessadas

onde o urânio não usado
é separado do combustível nuclear usado.

No entanto, esse reprocessamento é
bastante caro e perigoso.

Para você ter uma ideia, é muito mais caro
que armazenar ou descartar o combustível nuclear usado

e, mesmo assim, uma grande quantidade
de materiais radioativos que ainda precisam ser descartados.

Portanto, não existe uma solução perfeita
quando se trata de produção de energia,

mas, mesmo assim, qualquer tipo de produção
de eletricidade tem suas vantagens e desvantagens.

Mesmo assim, o nosso hambúrguer não deixa de ser delicioso.

Eu espero que essa aula tenha lhe ajudado
e até a próxima, pessoal!