fissão e fusão nuclear
Post on 28-Jul-2015
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Professor: Marcelo Alano
INTRODUÇÃO
No atual momento histórico um dos temas mais discutidos pela
sociedade moderna é a crise energética mundial.
Questionar e repensar a utilização das fontes energéticas renováveis e não-renováveis da maneira como vem ocorrendo, visando garantir o futuro da humanidade e da Terra, é dever de todo aquele que tem
consciência do planeta que habita e da sociedade que deseja.
# 1934 – Enrico Fermi e Emílio Segrè bombardearam átomos de urânio com nêutrons na tentativa de obter elementos com número atômico maior que 92.
HISTÓRICO
# 1938 – Otto Hahn e Fritz Strassman, repetindo experiência de Fermi
conseguiram determinar a presença de Bário nos produtos formados.
FISSÃO NUCLEAR : O PROCESSO
Nêutrons em alta velocidade, colide com núcleos grandes e
fissionam-os formando núcleos menores e liberando
grande quantidade de energia, além de liberar também mais nêutrons.
Reação em cadeia;
Massa crítica;
O urânio-235 e o urânio-238
O enriquecimento do urânio
Enriquecimento de urânio-tecnologia nuclear no Brasil
1ª.etapa:U-235 até 3 ou 3,5% transforma em gás UF6 ;
2ª. Etapa: O gás é transformado em óxido
UO2 , é prensado na fábrica de combustível
nuclear e transformado em pastilhascilíndricas de 1cm de altura por 1 cm
dediâmetro.
O elemento combustível é composto pelas pastilhas montadas em tubos de uma liga metálica especial a zircaloy.
CONDIÇÕES PARA OCORRER:
A fissão ocorre na natureza a temperatura e pressão ambientes – como as minas de urânio do Gabão, que funcionaram como um reator natural de fissão há 2 bilhões de anos .
ENERGIA GERADA6 g de urânio, elemento mais usado na fissão, rendem 0,520 x1023 MeV, equivalente ao abastecimento de uma casa com quatro pessoas durante um dia.
1Kg de Urânio-235 equivale cerca de 30t de TNT1 quiloton equivale a 1000 t de TNT
A FISSÃO gera energia limpa?
Quando um átomo de urânio é dividido, ele pode gerar quaisquer dois elementos (desde que o peso dos dois somados seja igual ao do urânio). Isso inclui os altamente tóxicos e radioativos (como o bário), que não podem ser liberado no ambiente, exigindo armazenamento especial.
Reator nuclear
Dispositivo que permite controlar o processo de fissão nuclear.A energia liberada durante o processo é usada para transformar água líquida em vapor, que faz girar uma turbina,gerando energia elétrica.
Componentes de um reator:
+ material físsil;
+ moderador (grafite ou água)
+ barras de controle (cádmio ou boro)
+ fluido trocador de calor
FUSÃO NUCLEAR
A Fusão Nuclear é um processo físico que, ao contrário da Fissão Nuclear, promove a junção de dois núcleos atômicos leves, obtendo como produto, a formação de um núcleo atômico pesado;
Os Reatores de Fusão Nuclear estão no topo das listas de tecnologias energéticas definitivas para a humanidade, constituindo uma fonte de energia isenta de carbono;
Potencial de geração de 1 GigaWatt de eletricidade de apenas alguns quilogramas de combustível por dia;
Os combustíveis básicos, tais como Deutério e Lítio não são radioativos, sendo abundantes na natureza e distribuídos de modo uniforme na crosta terrestre;
A combustão entre os reagentes não poderá ocorrer de forma descontrolada, pois a cessação das reações de fusão poderá ocorrer quando não se injetar mais combustível no reator, terminado os processos em uma fração de segundos;
VANTAGENS
Os problemas com os resíduos do processo são limitados, pois não existem rejeitos radioativos oriundos dos mesmos, sendo que o tratamento dos gases emitidos no processo poderá ser feito no local;
A radioatividade dos componentes constituintes do reator, devido a exposição dos mesmos aos nêutrons altamente energéticos e conseqüentes da reação, utilizados para a produção de Trítio, terão de ser armazenados em local apropriado, sendo que o seu tempo de confinamento será bem inferior a cem anos;
VANTAGENS
Geração de energia elevada quando comparado o processo de Fusão Nuclear ao Processo de Fissão Nuclear;
Não há emissão de gases estufa que poderiam gerar mudanças climáticas na Terra, constituindo uma fonte de energia limpa;
Integração entre as tecnologias de Fusão e Fissão Nuclear, produzindo Urânio nos reatores Tokamaks, para serem utilizados nas usinas de fissão;
VANTAGENS
Desvantagens intimamente ligadas a fatores políticos e econômicos;
Investimentos enormes, sem a garantia de sucesso dos resultados a serem alcançados são, portanto, uma aposta que a maioria dos governos não quer assumir, provavelmente devido às necessidades imediatistas e eleitorais dos economistas e políticos, pois os resultados efetivos só seriam observados posteriormente. Desta forma, a pesquisa em fusão nuclear mantém seus recursos limitados.
DESVANTAGENS
Os obstáculos tecnológicos a serem vencidos resultam no desinteresse de muitos países no processo de Fusão Nuclear em larga escala.
Aprimoramento das bobinas supercondutoras, necessárias para aplicação de campos magnéticos elevados, visando o confinamento do plasma;
Desenvolvimento de componentes com excelentes propriedades termo-mecânicas, para revestimento das paredes do reator;
OBSTÁCULOS
Estudo aprofundado da produção de Trítio e Urânio no próprio reator;
Estudo aprofundado de meios de purificação dos gases resultantes;
Estudo aprofundado de segurança e impacto ambiental, incluindo tratamento de resíduos e controle de possíveis falhas no processo;
OBSTÁCULOS
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