Explicar através deste mapa mental como a energia produzida através de meios Radioativos se interligam com as diferentes áreas das Ciências da Natureza.
Por muito tempo à energia nuclear foi considerada capaz de gerar uma grande revolução
para a espécie humana. Imaginava-se que através dela seria possível conduzir tanta
energia de forma limpa, que se estipulava que com mais umas décadas de pesquisa
poderíamos praticamente torná-la de graça, Além de acabar com emissões de gás
carbônico para sempre. Porém o tempo passou e atualmente o mundo já deixou pra trás o
pico de dependência dessa fonte energética.
Porque não investimos tanto nesse meio como antes?
Bom, a realidade é que na teoria isso seria até
relativamente simples, porém na prática houve várias
dificuldades entre a prancheta e o funcionamento, o que
no fim, nos levou ao método mais comum que é usado
hoje nas usinas nucleares, com melhor acessibilidade,
melhor custo beneficio e funcionamento. A energia desse
método provém do que ocorre no coração de uma usina, a
Fissão Nuclear.
O que é Fissão Nuclear?
Fissão nuclear é a quebra de Átomos, sendo uma tarefa extremamente difícil de atingir devido à força
nuclear forte, sendo uma das quatro forças fundamentais na natureza e também a mais forte.
Um problema é de que nós não temos muito conhecimento sobre o assunto,
pelo fato disso ocorrer apenas em escalas muito pequenas. É possível
observá-la em ação em um núcleo atômico, onde ela atrai os prótons
vizinhos, superando assim bastante a força de repulsão eletromagnética
gerada pelas cargas positivas deles, que tendem se repelir como ímãs.
Quanto maior for o núcleo de um
átomo, menor vai ser o poder da força
nuclear forte. Por isso que exemplares
mais massivos tendem a emitir
radiação, e se transformar em um
elemento mais estável.
É uma radiação como essa que é utilizada
nas usinas nucleares, porém o problema
é que se deixarmos o processo ocorrer
naturalmente, se é necessária à espera de
alguns bilhões de anos para se gerar
alguma coisa útil.
O trabalho de uma usina e acelerar esse
processo, e para isso são jogados vários
nêutrons em elementos com núcleos
bem grandes, pois quanto maior eles
forem mais fáceis serão de se
desvencilhar da força nuclear forte para
que a quebra ocorra.
Um dos átomos mais massivos
encontrados naturalmente na crosta
terrestre é o urânio, que pode ser
encontrado em diversos tipos de
formações geológicas e inclusive
mesmo no assoalho oceânico.
Para a mineração valer apena de verdade, ele
deve estar em uma concentração de pelo menos
0,01% na rocha extraída, e dessa quantidade,
apenas 1% corresponde ao sabor certo para o uso
energético, pois apenas o urânio 235 pode ser
aproveitado para alguma coisa.
É importante saber que se você somar a
massa de todos os produtos após esse
fenômeno, você vai ter menos do que
tinha no início. Isso ocorre devido à
conversão de uma pequena parte da
massa inicial em energia, mais
especificamente, raio gama, como foi
previsto pela famosa equação de Albert
Einstein (E=mc2).
Em uma porção de urânio no reator de uma
usina, após os primeiros nêutrons terem sidos
disparados, um deles pode atingir um átomo de
urânio. E o seu núcleo sofre uma quebra, que dá
origem a dois elementos mais leves, além de
dois ou três nêutrons.
Cada um desses novos
nêutrons livres podem
acertar outros núcleos de
urânio, e assim, se é
produzido uma reação em
cadeia, que vai aumentando
exponencialmente em um
número de fissões que
pipocam no reator.
Como funciona uma Usina Nuclear?
Uma usina nuclear opera de maneira muito parecida
com uma de carvão ou gás natural. Ambos usam uma
fonte de energia para esquentar água.
REATOR DE ÁGUA FERVENTE Após o aumento
da temperatura da água, a água passa para o
estado gasoso, e tenta escapar em direção a uma
turbina. Essa passagem do fluído faz com que o
equipamento comece a girar, assim, depois de
resfriar, condensa e volta para o início, e a rotação
é transferida para um gerador, conectada a um
sistema que transforma o movimento em
eletricidade, abastecendo casas e indústrias.
Entretanto ele não
é o único tipo,
existe outro mais
complexo e muito
mais utilizado
atualmente.
REATOR DE ÁGUA PRESSURIZADA: A água que entra em
contato diretamente com a radiação nunca vira vapor, pois
há uma tubulação separada para ela, que está sobre alta
pressão, graças a um pressurizador. Então estes tubos
esquentados vão entrar em contato com a outra água, que
ira absorver a energia térmica e ferver, cumprindo o trajeto
até a turbina e o condensador, posteriormente retornando
ao começo, e a água pressurizada após fazer a troca térmica
também volta para a sua primeira etapa, o Reator.
Reator Nuclear: É uma cápsula,
onde existem hastes de um
material radioativo, que possa
liberar raios gama para esquentar
a água ao seu redor.