Do Núcleo à Eletricidade: Anatomia de uma Central Nuclear

Reator nuclear — *Esquema de funcionamento de um reator nuclear de água pressurizada (PWR). Fonte da imagem: domínio público (nova janela).*

Compreender a fissão nuclear

O princípio básico de uma central nuclear baseia-se na fissão de átomos pesados, nomeadamente o urânio-235. Quando um núcleo de urânio-235 absorve um neutrão, torna-se instável e divide-se em dois núcleos mais leves, libertando uma grande quantidade de energia (cerca de 200 MeV) bem como vários neutrões adicionais. Estes neutrões podem, por sua vez, causar mais fissões: esta é a reação em cadeia.

Estrutura de uma central nuclear

Uma central nuclear é composta principalmente por:

O reator: o núcleo da central, onde ocorre a fissão.
O circuito primário: transporta o calor do núcleo para um gerador de vapor.
O gerador de vapor: transforma a água do circuito secundário em vapor.
A turbina: acionada pelo vapor, aciona um alternador.
O alternador: converte a energia mecânica em eletricidade.
O condensador: arrefece o vapor para o liquefazer e reiniciar o ciclo.

Gestão da reação e segurança

O controle da reação em cadeia é assegurado por barras de controle, feitas de materiais que absorvem neutrões (boro, cádmio). Inserindo ou retirando estas barras do núcleo do reator, modula-se o número de fissões. Em caso de emergência, uma parada automática (scram) permite inserir instantaneamente estas barras para parar a reação. A estrutura de contenção, muitas vezes feita de concreto protendido, previne liberações radioativas em caso de acidente.

Tabela comparativa de tipos de reatores

Comparação de reatores nucleares comuns
Tipo de reator	Moderador	Refrigeração	Combustível	Exemplo
PWR (Reator de Água Pressurizada)	Água Leve	Água Pressurizada	UO₂ enriquecido (~3-5% U-235)	PWR – França (EDF)
BWR (Reator de Água em Ebulição)	Água Leve	Água em Ebulição	UO₂ enriquecido	BWR – Japão, EUA
RBMK	Grafite	Água Leve	Urânio Natural	Chernobyl – URSS
PHWR (CANDU)	Água Pesada	Água Pesada	Urânio Natural	Canadá

Fontes: Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) (nova janela), Associação Nuclear Mundial (nova janela)

Vantagens e limitações da energia nuclear

A energia nuclear apresenta muitas vantagens: produção contínua, baixas emissões de CO₂, alta densidade energética. No entanto, levanta questões de segurança, gestão de resíduos radioativos e proliferação. A vida útil dos resíduos (até várias centenas de milhares de anos para alguns isótopos como o plutônio-239) implica uma responsabilidade intergeracional.

Rumo a reatores do futuro

Reatores de quarta geração estão em desenvolvimento (reatores rápidos, sais fundidos, alta temperatura) para melhorar a segurança, reduzir os resíduos e otimizar os recursos. Paralelamente, a fusão nuclear – em particular através do projeto ITER – promete energia abundante, sem resíduos de longa duração, mas ainda está em estágio experimental.

Produção de eletricidade nuclear por país em 2023
País	Produção nuclear (TWh)	Parte da energia nuclear no país	Parte da produção nuclear mundial
Estados Unidos	≈ 775 TWh	18,5%	≈ 30,5%
China	≈ 433 TWh	4,9%	≈ 17,0%
França	≈ 324 TWh	64,8%	≈ 12,6%
Rússia	≈ 217 TWh	18,4%	≈ 8,5%
Coreia do Sul	≈ 180 TWh	30,7%	≈ 7,1%
Ucrânia	≈ 86 TWh	≈ 55%	≈ 3,4%
Canadá	≈ 85 TWh	≈ 13,7%	≈ 3,3%
Japão	≈ 77 TWh	≈ 5,5%	≈ 2,2%
Espanha	≈ 54 TWh	≈ 20,3%	≈ 2,1%
Índia	≈ 48 TWh	≈ 3,1%	≈ 1,9%
Suécia	≈ 47 TWh	≈ 28,6%	≈ 1,8%
Reino Unido	≈ 37 TWh	≈ 12,5%	≈ 1,5%
Emirados Árabes Unidos	≈ 33 TWh	≈ 19,7%	≈ 1,3%
Finlândia	≈ 33 TWh	≈ 42%	≈ 1,3%
Bélgica	≈ 31 TWh	≈ 41,2%	≈ 1,2%
República Checa	≈ 30 TWh	≈ 40%	≈ 1,2%
Paquistão	≈ 24 TWh	≈ 17,4%	≈ 0,9%
Suíça	≈ 23 TWh	≈ 32,4%	≈ 0,9%
Eslováquia	≈ 18 TWh	≈ 61,3%	≈ 0,7%
Taiwan	≈ 17,8 TWh	≈ 6,3%	≈ 0,7%
Brasil	≈ 14,5 TWh	≈ 2,2%	≈ 0,6%
Hungria	≈ 15 TWh	≈ 48,8%	≈ 0,6%

Fontes: IAEA PRIS "Experiência Operacional 2023" e Associação Nuclear Mundial "Relatório de Desempenho da Indústria Nuclear Mundial 2024"