Energia nuclear

Usinas de energia nuclear

As usinas nucleares funcionam no mesmo princípio como plantas de poder, eles usam vapor para gerar eletricidade. Essa eletricidade é enviada diretamente para a rede, porque não podem ser armazenados. É nas linhas de alta tensão, 400 000 volts, que a nossa eletricidade é andar à velocidade da luz. As usinas nucleares usam 2, 4 ou 6 reatores nucleares para aquecer a água.
O vapor gerado gira as turbinas que por sua vez levam a um alternador para finalmente produzir eletricidade. Nessas usinas, o combustível é o carvão, petróleo ou gás, mas de urânio. O urânio é encontrado em toda crosta terrestre, especialmente em rochas graníticas e sedimentares, em níveis de cerca de 3 g / tonelada.
É muito difundida no mundo e mantém sua radioatividade natural devido ao calor do manto, evitando um súbito arrefecimento do planeta.
Nessas usinas nucleares, o urânio é colocado nas assembléias da tubulação, dentro de reatores nucleares para aquecer a água.
Para extrair a energia nuclear, os engenheiros utilizaram um kernel especial de urânio, o urânio-235, em particular, para quebrar facilmente em seu núcleo.

De fato, seu núcleo é instável, se decompõe naturalmente, ou seja, a força de coesão não é suficiente para manter os prótons e nêutrons. Ela ejeta partículas e produz radiação radioactiva (radioatividade) e energia. Quando um nêutron é enviado em um núcleo de urânio 235, que torna ainda mais instável se torna cindíveis e se divide em duas partes. Essa fissão libera partículas, radiação e de altas energias. É essa energia que será usado para aquecer água. Fissão libera gigante da energia, para comparação, um grama de urânio-235 libera tanta energia como queima de 1000 kg de carvão, ou 69 kg de óleo. Em 2007, havia no mundo 439 reatores nucleares em funcionamento. A geração de energia nuclear, em 2600 TWh, fornecendo cerca de 15% da eletricidade mundial.

Imagem: As pelotas de dióxido de urânio (UO2) são empilhados em tubos de zircônio, 4 metros de comprimento. As hastes (pellets e dutos) estão bloqueadas nas duas extremidades e pressurizado com hélio, para manter a água em forma líquida. As hastes são então reunidos em pacotes de 289 elementos (17x17).

Reações em cadeia

Nas usinas nucleares não são usados somente para o urânio-235, mas também de urânio 238. Estes dois elementos contêm 92 prótons mas diferente número de nêutrons, o urânio 143 do urânio 235 e 146 do urânio 238. Ambos os elementos são instáveis, mas o urânio 238 é fértil, não quebra. Em um bloco de urânio há 0,7% de urânio 235 e 99,3% do urânio 238. Para manter a fissão nuclear, que irá ocorrer nas assembléias de lápis, o bloco deve ser enriquecido para conter 3-5% de urânio 235.
No interior do reator, conjuntos de combustível, pastilhas de urânio que contém são imersos em água. O processo de cisão começa quando a fonte de emissão envia nêutrons.
Os nêutrons são absorvidos por núcleos de urânio-235 e instantaneamente crack e liberam sua energia. kernels Rachado, também ejectar 2 ou 3 nêutrons, que por sua vez, chegar a outros núcleos de urânio 235, que também irá liberar a energia e nêutrons, e assim por diante...
Lápis de pastéis, nêutrons irá desencadear reações em cadeia nuclear e produzir mais calor. Este calor é usado para aquecer água. Este não é o teor de água nos reatores, que vai se transformar em vapor, porque essa água é radioativo. A água era aquecida por fissão, atingida no interior do reator, a uma temperatura de 320 ° C.

É no estado líquido, pois é mantida sob pressão em um circuito totalmente fechado, chamado de circuito primário. Esta fonte de calor das tubulações, aquecimento do gerador de vapor que contém água e esta água quente fluirá no circuito secundário. O vapor de águaé enviada através das turbinas, para que eles carregam um gerador para fornecer electricidade. O vapor é então resfriado ao estado líquido, é devolvido para o gerador de vapor. Urânio 238, que está presente em maior quantidade, não a fissão, mas também absorve nêutrons, que, assim, ser transformado em plutônio 239. Esse elemento, como o urânio 235 é instável e material físsil. O plutónio-239 vai produzir 1/3 da energia do reactor nuclear. Parte de plutônio 239, que não a fissão, é recuperado para ser corrigido. Essa mistura (plutónio, urânio), usado para fazer um outro combustível MOX (óxido misto), utilizado em muitos motores.
MOX é isolado durante o processamento do combustível irradiado. O urânio eo plutónio não são consumidos farão parte de resíduos altamente radioativos que serão congelados.

N.B.: MOX (óxido misto) é um combustível nuclear feita de plutônio e urânio empobrecido. Combustível MOX contém dióxido de urânio (UO2) e dióxido de plutónio (PuO2).

Imagem: Usina nuclear em Fukushima, Japão. Em 2011, o Japão tem 54 reatores nucleares em 17 usinas em operação, que ocupa o terceiro maior produtor de energia nuclear. A energia nuclear desde cerca de 35% das necessidades de eletricidade do país.

Imagem: As centrais nucleares em o mundo

Percentagem de electricidade de origem nuclear

A frota mundial de centrais nucleares está aumentando. A França vem em primeiro lugar, com 78% de sua eletricidade de energia nuclear. A percentagem de electricidade de origem nuclear na produção total de electricidade é de 14% em 2009. O primeiro parque nacional das centrais nucleares é que os Estados Unidos (104 reatores nucleares de potência de 99 GW), seguido por França (59 reactores com uma potência de 63 GW). Em 2008, a energia nuclear desde mais de 21% da produção total de electricidade nos países da OCDE. No total, 17 dos 30 países membros da OCDE explorar a energia de hoje.
Os países da OCDE representam cerca de 83% da energia nuclear global. Quatorze economias não-membros da OCDE para o restante da produção.

Imagem: percentagem de electricidade produzida no país, a partir da energia nuclear. Crédito : Panorama des statistiques de l'OCDE 2010.