Rotores de gerao nuclearO reator nuclear De uma forma simplificada, pode ser definido como um equipamento onde ocorre uma determinada reao de fisso nuclear, assim como um reator qumico um equipamento onde se processa uma reao qumica. Um Reator Nuclear para gerar energia eltrica , na verdade, uma Central Trmica, onde a fonte de calor o urnio-235 como exemplo, em vez de leo combustvel ou de carvo o combustvel nuclear O urnio-235, por analogia, chamado de combustvel nuclear, porque pode substituir o leo ou o carvo, para gerar calor. No h diferena entre a energia gerada por uma fonte convencional (hidroeltrica ou trmica) e a energia eltrica gerada por um Reator Nuclear. , portanto como analogia a uma Central Trmica Nuclear.Os reatores nucleares podem ser classificados de diversas maneiras: pelo tipo de reao nuclear, pelo material moderador usado, pelo refrigerante utilizado, pela gerao do reator, pela fase de combustvel, tipo de combustvel e por sua aplicao. Ao longo de muitos anos de pesquisa e desenvolvimento de novos tipos de reatores nucleares, esses equipamentos puderam ser categorizados em classes diferentes. Dependendo do seu uso a custo gerao e disponibilidades de recursos classificaram cada um dos reatores nucleares existentes atualmente. Reatores de fisso: Em um reator nuclear de fisso utiliza-se o urnio natural, na maior parte dos casos - uma mistura de U-238 e de U-235 - por vezes enriquecido com extra U-235. O U-238 tem tendncia para absorver os nutrons de lata velocidade originados pela diviso dos tomos U-235,mas no absorve nutrons lentos to rapidamente. Assim, num reator includo uma substancia moderadora que, juntamente com o urnio, abranda os nutrons. O U-238, por suas vez, j no os absorve to facilmente e a fisso continua.O ncleo do reator construdo dentro de um forte recipiente de ao que contm varetas de combustvel feitas de materiais cindveis (fsseis) metidos dentro de tubos. Essas varetas produzem calor enquanto o combustvel sofre a ciso (fisso). Varetas de controlo, geralmente de boro ou cdmio - para absorver facilmente os nutrons - so introduzidas e retiradas do ncleo, conforme a necessidade de estabilizar a reao, variando a corrente de nutrons no ncleo, controlando o ritmo de ciso e, portanto, o calor produzido. As varetas esto rodeadas por um moderador, que reduz a velocidade a que os nutrons so produzidos pelo combustvel. Percorrendo o ncleo corre um refrigerante, lquido ou gasoso, que, ao ser aquecido pelo calor libertado, gera vapor de gua que ser canalizado para turbinas.Reatores de fuso, que servem para fundir os ncleos de tomos diferentes, a fim de que se transformem em um nico ncleo maior. Os reatores de fuso so uma tecnologia ainda em estgios iniciais de desenvolvimento, enquanto os reatores de fisso j so utilizados h mais de 60 anos nas plantas atmicas.A classificao dos tipos de reatores pode ser estabelecida pela sua aplicao. Destacam-se aqui trs categorias principais: Reatores de pesquisa. Principalmente usados como fonte de nutrons para gerar conhecimento. Servem para teste de materiais sob as condies de alto campo de radiao, produo de radioistopos (para aplicao na medicina, na indstria, na agricultura, meio ambiente), fornecimento de feixe de nutrons para pesquisas bsicas e aplicadas, e tambm para ensino e treinamento de pessoal qualificado da rea nuclear. No mundo foram construdos 660 reatores de pesquisa, dos quais 242 ainda esto em operao, 172 descomissionados, 246 em estado de desligamento, 7 em construo e mais 6 em planejamento. Reatores para propulso naval. So reatores compactos para gerao de vapor ou energia eltrica destinados a propulso de submarinos e navios de guerra. Foram construdos mais de 300 no mundo. Reatores para gerao de energia eltrica, ou usinas nucleares. So reatores nucleares de grande porte. So responsveis por mais de 16% da energia eltrica gerada no mundo, num total de 442 usinas em 30 pases.Reatores de potencia na gerao de energia eltrica:Reator BWR e PWRReator BWR a sigla para "Boiling Water Reactor". Traduzindo a sigla de Reator de gua fervente. um tipo de reator nuclear que usa a gua que ferve, para impulsionar diretamente a turbina e gerar eletricidade. Comparado ao PWR, este tipo de reator tem custo de instalao um pouco menor, ao mesmo tempo em que este reator produz uma turbina contaminada com radiao. Este tipo de reator nuclear dos mais antigos gerando energia eltrica, no mundo. O BWR um reator relativamente simples. No possui permutadores de calor, e seu retentor de presso deve suportar presses muito menores do que as de um PWR, tendo por isso paredes mais delgadas.Esquema do reator BWR

Fonte : http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm

J o reator PWR A fisso dos tomos de urnio dentro das varetas do elemento combustvel aquece a gua que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que no entre em ebulio o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta gua mantida sob uma presso 157 vezes maior que a presso atmosfrica. O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as guas deste primeiro circuito e a do circuito secundrio, que so independentes entre si. Com essa troca de calor, a gua do circuito secundrio se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador eltrico.Esquema de um reator PWR:

Fonte: http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm

Reator magnoxMagnox um reator nuclear que comeou a gerar eletricidade comercialmente, na Inglaterra nos anos 1950. Este tipo de reator usa grafite como moderador, gs carbnico (CO2) como refrigerante e urnio natural, como combustvel nuclear. Por ser simples e barato de construir, este reator foi copiado pela Coreia do Norte, em seu programa de produo de energia. O nome Magnox vem da liga usado na embalagem do urnio, feita de magnsio. A maioria dos reatores nucleares deste tipo j foi fechada na Inglaterra e nenhum novo reator Magnox est em construo no mundo. O ncleo de um reator refrigerado a gs circundado por um refletor de grafita que faz retroceder uma parte dos nutrons que escapam do reator. O elemento refrigerador, que absorve o calor do reator (a uma temperatura entre 350 e 400C) usado para produzir vapor de gua para o turbo gerador. O gs que sai do permutador de calor mandado de volta para o reator por meio de ventiladores muito potentes. Uma blindagem de cimento, construda ao redor do reator, protege os operadores e o pblico. O permutador de calor no est protegido com uma blindagem biolgica, porque o dixido de carbono no se torna radioativo, embora passe atravs do ncleo do reator. Em sua maior parte, esses reatores refrigerados possuem uma aparelhagem muito complexa em seu controle.

Esquema de um Reator Magnox

Fonte : http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/uclear.htm

Reatores a gua pesada A gua pesada um moderador melhor do que a gua comum (leve), pois absorve muito menos nutrons e os deixa se movimentarem mais tempo antes que eles adquiram energias trmicas. Em consequncia disso, os elementos de combustvel podem ser postos a alguns centmetros uns dos outros, o que torna o ncleo menos compacto, ao passo que, nos reatores a gua comum, tais elementos devem ser separados apenas por alguns milmetros. H dois modos diferentes de construir reatores a gua pesada. Um deles usa de recipiente de presso; o outro, tubos de presso. No segundo tipo, o moderador de gua pesada fica separado do elemento refrigerador, dentro de um grande recipiente provido de tubos. Os tubos de presso, inseridos nos tubos do recipiente, contm o combustvel. E o elemento refrigerador, que pode ser a gua comum, gua pesada, gs, vapor, entre outros; passa por entre os tubos de presso.

Esquema bsico de um reator a agua pesada

Fonte : http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm