Usina Nuclear

---

Da mesma forma que uma usina termelétrica utiliza a energia térmica gerada pela combustão de óleo combustível, carvão ou gás, a usina nuclear utiliza a energia liberada pela reação de fissão nuclear do urânio-235.

A grande vantagem de uma usina nuclear é a enorme quantidade de energia que pode ser gerada, ou seja, a potência gerada, para pouco material usado (o urânio), veja a comparação:

O Reator Nuclear:

De uma forma simplificada, um Reator Nuclear é um equipamento onde se processa uma reação de fissão nuclear, assim como um reator químico é um equipamento onde se processa uma reação química.

Como já foi dito o reato nuclear Angra1 é conhecido como PWR (Pressurized Water Reactor = Reator a Água Pressurizada), porque contém água sob alta pressão.

O urânio, enriquecido a cerca de 3,2% em urânio-235, é colocado, em forma de pastilhas de 1 cm de diâmetro, dentro de tubos (“varetas“) de 4m de comprimento, feitos de uma liga especial de zircônio, denominada “zircalloy”.

As varetas, contendo o urânio, conhecidas como Varetas de Combustível, são montadas em feixes, numa estrutura denominada ELEMENTO COMBUSTÍVEL.

As varetas são fechadas, com o objetivo de não deixar escapar o material nelas contido (o urânio e os elementos resultantes da fissão) e podem suportar altas temperaturas. Os elementos resultantes da fissão nuclear (produtos de fissão ou fragmentos da fissão) são radioativos e, por isso, devem ficar retidos no interior do Reator.

A Vareta de Combustível é a primeira barreira que servepara impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.

Alguns elementos químicos, como o boro, na forma de ácido bórico ou de metal, e o cádmio, em barras metálicas, têm a propriedade de absorver nêutrons, porque seus núcleos podem conter ainda um número de nêutrons superior ao existente em seu estado natural, resultando na formação de isótopos de boro e de cádmio. Na estrutura do Elemento Combustível existem tubos guias, por onde podem passar as Barras de Controle, geralmente feitas de cádmio, com o objetivo de controlar a reação de fissão nuclear em cadeia. Quando as barras de controle estão totalmente para fora, o Reator está trabalhando no máximo de sua capacidade de gerar energia térmica. Quando elas estão totalmente dentro da estrutura do Elemento Combustível, o Reator está “parado” (não há reação de fissão em cadeia).

Os Elementos Combustíveis são colocados dentro de um grande vaso de aço, com “paredes”, no caso de Angra 1, de cerca de 33 cm. Esse enorme recipiente, denominado Vaso de Pressão do Reator, é montado sobre uma estrutura de concreto, com cerca de 5 m de espessura na base.

O Vaso de Pressão do Reator é a segunda barreira física que serve para impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.

O Vaso de Pressão contém a água de refrigeração do núcleo do reator (os elementos combustíveis). Essa água fica circulando quente pelo Gerador de Vapor, em circuito, isto é, não sai desse sistema, chamado de Circuito Primário. Angra1 tem dois Geradores de Vapor. A água que circula no Circuito Primário é usada para aquecer uma outra corrente de água, que passa pelo Gerador de Vapor.
A corrente de água que passa pelo Gerador de Vapor passa, em forma de vapor, pela turbina, acionando-a. A seguir é condensada e bombeada de volta para o Gerador de Vapor,constituindo um outro Sistema de Refrigeração, independente do primeiro. O sistema de geração de vapor é chamado de Circuito Secundário.

A independência entre o Circuito Primário e o Circuito Secundário tem o objetivo de evitar que, danificando-se uma ou mais varetas, o material radioativo (urânio e produtos de fissão) passe para o Circuito Secundário. É interessante mencionar que a própria água do Circuito Primário é radioativa.

O Vaso de Pressão do Reator e o Gerador de Vapor são instalados em uma grande “carcaça” de aço, com 3,8 cm de espessura em Angra 1. Esse envoltório, construído para manter contidos os gases ou vapores possíveis de serem liberados durante a operação do Reator, é denominado Contenção.

No caso de Angra 1, a Contenção tem a forma de um tubo (cilindro). Em Angra 2 é esférica.

A Contenção é a terceira barreira que serve para impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente.

Um último envoltório, de concreto, revestindo a Contenção, é o próprio Edifício do Reator. Tem cerca de 1 m de espessura em Angra 1.

O Edifício do Reator, construído em concreto e envolvendo a Contenção de aço, é a quarta barreira física que serve para impedir a saída de material radioativo para o meio ambiente e, além disso, protege contra impactos externos (queda de aviões e explosões).