Energia nuclear

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Energia nuclear

  1. 1. Segundo Trabalho de Sistemas Fluidotérmicos IENERGIA NUCLEAR Campus de Bauru
  2. 2. • FUSÃO NUCLEAR1eV equivale a 1,602 177 33 x 10-19 joules.
  3. 3. •REATOR EXPERIMENTAL DE FUSÃO NUCLEAR
  4. 4. • FISSÃO NUCLEAR
  5. 5. • REAÇÃO DE FISSÃO NUCLEAR São mais de 1000 possíveis fissões de urânio-235Urânio captura um nêutron, torna-se instável e fraciona em bário e criptônio com emissão de dois nêutrons Produtos da reação: Césio + Rubídio + EnergiaProdutos da reação: Bário + Criptônio + Energia
  6. 6. •TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS-Átomos cujos núcleos são instáveis, são chamadas de "radioativos“. Possuem grande meia-vida.
  7. 7. •TIPOS DE RADIAÇÃO Radioatividade: propriedade que tais átomos tem transmitir energia através do espaço na forma de ondas eletromagnéticas (raios gama) ou partículas subatômicas com altas velocidades (partículas alfa, beta e nêutrons). Poder de Partíc Velocidade em Poder Relativo de Penetração ula Relação à Luz (c) Ionização Relativo α 5 a 10% de c 1 10.000 β 40 a 95% de c 100 100 γ 100% de c 10.000 1
  8. 8. Classificação das Radiações:Pelo elemento condutor de energia: Radiação eletromagnética - fótons. Radiação corpuscular - partículas (prótons, nêutrons, etc.) Radiação gravitacional - grávitons.Pela fonte de radiação. Radiação solar - causada pelo Sol. Radiação de Cerenkov - causada por partículas com a velocidade superior a da luz no meio. Radioatividade - nucleos instáveis.Pelos seus efeitos: Radiação não ionizante - incapaz de ionizar moléculas, radiações de frequência igual ou menor que a da luz. Radiação ionizante - capaz de ionizar moléculas. (*mutagênicos)Tipos de radiação: Radiação alfa Radiação beta Radiação gama *Diferença entre receber radiação, ingerir radiação, e tornar radioativo. (metais)
  9. 9. Tipos de radiação:Alfa: As partículas alfa, por terem massa e carga elétrica relativamente maior, podem ser facilmente detidas, atémesmo por uma folha de papel; elas em geral não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas dapele de uma pessoa, sendo assim praticamente inofensivas. Entretanto podem ocasionalmente, penetrar noorganismo através de um ferimento ou por aspiração, provocando, nesse caso lesões graves. Tem baixa velocidadecomparada a velocidade da luz (20 000 km/s).Beta: As partículas beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionando danos à pele,mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam engolidas ou aspiradas. Tem alta velocidade, aproximadamente270 000 km/s.Gama: assim como os raios X os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detido somente por uma paredede concreto ou metal.Tem altíssima velocidade que se iguala a velocidade da luz (300 000 km/s).A água se ioniza quando é exposta a estas partículas, formando íons.H2O+ + OH + H+A exceção de H todos os demais são agentes oxidantes. Agentes oxidantes próximos do DNA interagemquimicamente oxidando e destruindo partes da molécula, destruindo, por sua vez, os genes.
  10. 10. Efeitos da Radioatividade *milisievert (mSv) Otto Hahn e Lise Meitner
  11. 11. Tipos de reatoresExistem muitas combinações de materiais e disposições possíveis para se construir um reator nuclearoperacional. Devido a isso, temos várias classificações para os tipos de reatores.a) quanto a finalidade- reatores de pesquisa e desenvolvimento- reatores de produção e reatores de potencia são usados para o aproveitamento dos materiais férteis (U-238 e Th-232), a partir dos quais são fabricados os elementos físseis. Existem poucos reatores desse tipo. Podem ser facilmente adaptados para produção de combustível nuclear para armas.- reatores de potência são os utilizados para produção de energia elétrica. (fixos e moveis)b) quanto a energia dos nêutrons- reator rápido: maioria das fissões são produzidas por nêutrons rápidos. (menor tamanho)- retor reprodutor: gera energia e, ao mesmo tempo, produz mais combustivel (Pu-239) que consome, a partir de (U-238) (Breeder Reactor).- reator térmico: maior parte das fissões é produzida por nêutrons térmicos ou lentos, mais flexíveis termos de desenho (diversos moderadores, refrigerantes e materiais combustíveis).
  12. 12. *Breeder Reactor (reator de reprodução)Os átomos de U238, ao invés de se dividirem, capturam um nêutron e sãotransformados em plutônio físsil, devido à alta velocidade dosnêutrons(reprodução rápida). Assim, quando os nêutrons atingem e dividemquer o U235 quer o plutônio, deslocam dos átomos físseis mais nêutrons doque ocorre num reator convencional(os neutrons não são absorvidos pelomoderador). Isto torna mais nêutrons disponíveis para serem capturadospelo abundante U238, e, daí, há um aumento líquido na produção de plutônio,que é o combustível usado nos reatores reprodutores.
  13. 13. c) quanto à combinação moderador e refrigerante:*Água pesada, ou água deuterada, é o óxido de deutério de fórmula D2O ou ²H2O. É quimicamente semelhante à água normal, H2O, porém com átomos de hidrogênio mais pesados denominados deutérios cujos núcleos atomicos contém um nêutron além do próton encontrado em todos os átomos de hidrogênio.*Moderador, absorve neutrons rápidos.d) quanto ao combustível: O combustível pode ter várias apresentações físicas: metal ou liga, composto UO2, UC, urânio com teor de U 235 variando do urânio natural (0,7%) a levemente enriquecido (3%) a altamente enriquecido (90%), Pu-239 (reatores rapidos), nuclídeos físseis Pu-239 e U-233 são produzidos e consumidos em reatores contendo quantidades significativas de U-238 ou Th-232, etc.e) quanto à disposição: - Heterogênea: isola o combustível do refrigerante (mais usada) - Homogênea: mistura de combustível e moderador ou combustível e moderador-refrigerador
  14. 14. f) quanto aos materiais estruturaisAs várias funções num reator são usadas para dar nome a certo tipo de reator.Alguns dos reatores de potencia mais utilizados são: Fukushima era BWR
  15. 15. Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto - CNAAA * Angra 3 em contruçao, fabrica de cimento, identica a Angra 2 Angra 1 (Westinghouse) , Angra 2 e 3 ( Siemens)
  16. 16. USINA DE ANGRA 2 (PWR) 1300 MW*KKS (Kraftwerk-Kennzeichensystem)
  17. 17. USINA DE ANGRA 2 (PWR)
  18. 18. Planda da Usina
  19. 19. Enriquecimento do Urânio Isótopos Massa atômica Abundância (%) U234 234.040946 0.0055 U235 235.043923 0.7200 U238 238.050783 99.2745- Reage o urânio com ácidofluorídrico, criando hexafluoretode urânio gasoso.- Milhares de centrífugas ficampresas juntas em longas cascatas egiram com rotações na faixade 100.000 rpm (eixos magnéticos).-Acrescenta-se cálcio que reagecom o fluoreto formando um sal,obtendo-se assim o metal de urâniopuro (U-235 altamenteconcentrado).
  20. 20. Enriquecimento do Urânio
  21. 21. Pastilhas Pastilhas de dióxido de Urânio - Pastilhas de óxido misto de Tório e UO2 Urânio - (Th,5%U)O2
  22. 22. Elemento Combustível *Paládio
  23. 23. Elemento Combustível - Varetas
  24. 24. Sistema Primário
  25. 25. Reator
  26. 26. Reator*A cada parada, a cada 13 meses, troca-se 1/3 dos elementos combustiveis.
  27. 27. Reator*Monitoramento: som, vibracao, termica, etc. Análise das tendências. Barras de controle (gravidade) e varetas de controle.
  28. 28. Gerador de Vapor *Aprox. 23m
  29. 29. Gerador de Vapor
  30. 30. Sistema Secundário
  31. 31. Sistema Secundário *o vapor é reaquecido antes de passar nas turbinas bp
  32. 32. Turbina de Alta Pressão
  33. 33. Turbinas de Baixa Pressão
  34. 34. Turbinas - Eixo
  35. 35. Trocadores de CalorManutençao dos trocadores durante o funcionamento da usina. (regime permanente).
  36. 36. Trocadores de Calor
  37. 37. Gerador 1300 MW*Refrigeraçao com água e hidrogênio, vedação.
  38. 38. Diesel*Partida em até 10s, aquecimento do oleo, 4 pequenos (16 cil), 4 grandes (18 cil), energia para as bombas da refrigeração. Prédio Bunker.
  39. 39. Sala de Controle*Visão 360, Instrumentaçao.
  40. 40. Rejeitos Radioativos*Capacidade da piscina (10 anos), coloraçao azul devido ao boro.
  41. 41. Energia Limpa*Nenhum tipo de energia é 100% limpa (hidrelétricas, eólicas). Todas geram algum impacto. Segurança.
  42. 42. Vídeos Reator de Fusão (Plasma) 0:06 Como Funciona a E.N. 4:36 PWR (Animaçao) 6:02 Usina Nuclear Alemã 3:58
  43. 43. Obrigado. Bruno Plácido Ribeiro Sousa R.A. 811653

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