A energia nuclear está entre as principais fontes de geração de eletricidade no mundo – mais precisamente, é a quarta mais utilizada.
Mas será que podemos considerá-la como uma fonte sustentável? Essa é uma questão que vamos debater a partir de agora.
Antes, vamos aos números.
Segundo o site Our World in Data (em inglês), 9,1% de toda a energia produzida no mundo vêm hoje das usinas nucleares, atrás apenas do carvão (35,71%), gás natural (22,1%) e hidreletricidade (25,16%).
Fonte de energia utilizada em larga escala, é claro que a matriz nuclear apresenta muitas vantagens.
A questão, como vamos ver de forma mais aprofundada neste conteúdo, é a destinação dos rejeitos gerados pela fissão de átomos induzida nos reatores.
Outro aspecto que sempre preocupa na operação das usinas nucleares é o manuseio e transporte de materiais radioativos altamente perigosos. Afinal, é de onde vem a energia nuclear.
Embora os protocolos de segurança tenham avançado, sempre vai haver algum risco quando se trata desse tipo de composto.
Recentemente, tivemos mais um incidente envolvendo o vazamento de material radioativo, novamente na usina de Angra dos Reis.
Foi no mesmo local do qual, em 1986, vazaram efluentes contaminados com resíduos nucleares para os cursos d’água da cidade.
Portanto, embora haja vantagens em seu uso, a energia proveniente da fissão nuclear deve ser usada com muita cautela.
Esses e outros pontos serão abordados neste artigo que você está começando a ler.
Siga em frente e descubra o que é energia nuclear e suas principais características, entre outros tópicos de interesse.
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O que é energia nuclear?
A energia nuclear é uma forma de energia obtida a partir das reações nucleares que ocorrem no núcleo dos átomos.
Essas reações liberam uma quantidade enorme de energia, que pode ser aproveitada para diversas finalidades.
E de onde vem a energia nuclear?
A fonte primária dessa energia é a chamada fissão, na qual o núcleo de um átomo pesado, como o urânio-235 ou plutônio-239, é bombardeado por nêutrons e se divide em dois núcleos menores, liberando energia e mais nêutrons.
A energia nuclear é considerada uma fonte de energia de alta densidade, pois uma pequena quantidade de matéria nuclear pode gerar uma quantidade expressiva de energia.
Ela é geralmente utilizada na produção de eletricidade, onde a energia liberada pela fissão nuclear é usada para aquecer a água e produzir vapor, que, por sua vez, movimenta as turbinas para gerar eletricidade.
Uma característica importante da energia nuclear é a sua capacidade de produzir grandes quantidades de energia de forma contínua, uma vez que a fissão nuclear pode ser controlada e mantida em um estado estável durante longos períodos.
No entanto, como veremos mais à frente, há também as preocupações associadas à energia nuclear, como a geração de resíduos radioativos e os riscos de acidentes nucleares.
Apesar das controvérsias e desafios, a energia nuclear continua sendo uma fonte importante de energia em muitos países ao redor do mundo, contribuindo para a diversificação da matriz energética e para o suprimento de eletricidade de forma confiável.
Além disso, tem baixas emissões de gases de efeito estufa.
Como a energia nuclear funciona?
Como vimos, a energia nuclear é produzida através de um processo chamado fissão.
Esse processo ocorre no núcleo dos átomos pesados, onde o núcleo atômico é bombardeado por nêutrons.
Isso faz com que ele se divida em dois núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia e mais nêutrons.
Para saber como funciona a energia nuclear, precisamos entender também o processo que ocorre depois da fissão.
Nas usinas nucleares, ele é controlado para gerar energia de forma segura e contínua.
O combustível nuclear, geralmente urânio enriquecido, é utilizado em forma de pastilhas cerâmicas.
Elas são agrupadas em conjuntos chamados de elementos de combustível, que por sua vez são dispostos nos reatores nucleares.
Dentro do reator nuclear, o combustível é bombardeado por nêutrons, que provocam a fissão dos átomos e a liberação de energia.
A energia térmica produzida durante esse processo é transferida para um circuito primário, composto por água pressurizada, que absorve o calor do combustível nuclear.
Essa água é então conduzida a um trocador de calor, onde sua energia térmica é transferida para a água do circuito secundário, convertendo-a em vapor.
O vapor resultante é utilizado para movimentar turbinas conectadas a geradores, que produzem eletricidade.
Após passar pelas turbinas, o vapor é resfriado e condensado novamente em água, retornando ao circuito primário.
Esse processo é repetido continuamente, permitindo a geração constante de eletricidade.
Lembrando que, além da fissão nuclear, também existe a fusão nuclear, um processo no qual núcleos leves se combinam para formar um núcleo mais pesado, liberando uma quantidade ainda maior de energia.
No entanto, a fusão nuclear ainda é uma tecnologia em desenvolvimento, demandando ainda extensas pesquisas até que se torne disponível para uso em larga escala.
Quais são os tipos de energia nuclear?
Saber de onde vem a energia nuclear é fundamental para entender o valor dessa matriz e os riscos associados ao seu uso em larga escala.
Como vimos, os acidentes ocorridos na usina de Angra dos Reis são um triste exemplo de energia nuclear cuja má gestão pode gerar graves complicações.
De qualquer forma, existem dois principais tipos de energia nuclear: fissão e fusão nuclear.
A fissão nuclear já conhecemos: é o processo pelo qual o núcleo de um átomo pesado, como o urânio-235 ou plutônio-239, é bombardeado por nêutrons e se divide em dois núcleos menores.
Esse processo libera uma quantidade significativa de energia, além de produzir mais nêutrons, que podem continuar a causar fissões em outros átomos, criando uma reação em cadeia.
Trata-se da principal reação utilizada nas usinas nucleares para gerar eletricidade, onde o combustível nuclear é bombardeado por nêutrons, liberando energia térmica que é convertida em eletricidade por meio de turbinas e geradores.
Já a fusão nuclear é o processo oposto à fissão nuclear.
Nesse caso, átomos leves, como o hidrogênio, são combinados para formar um átomo mais pesado, liberando uma quantidade ainda maior de energia.
A fusão nuclear ocorre em altas temperaturas e pressões, como as encontradas no núcleo do Sol.
Embora a fusão nuclear tenha o potencial de ser uma fonte de energia quase ilimitada e limpa, está em estágio de pesquisa e desenvolvimento e ainda não está disponível como fonte comercial de energia.
Principais vantagens e desvantagens da energia nuclear
Já vimos como funciona a energia nuclear, mas quais são os seus prós e contras?
Primeiramente, vale dizer que ela desempenha um papel importante na matriz energética de vários países desenvolvidos ao redor do mundo.
Nações como França, Estados Unidos, Japão e Alemanha têm aproveitado as vantagens da energia nuclear como uma fonte confiável e de baixa emissão de carbono.
A França é um exemplo notável, onde cerca de 70% de sua eletricidade é gerada a partir de reatores nucleares.
Essa priorização da energia nuclear como fonte de energia principal permitiu que a França reduzisse significativamente suas emissões de gases de efeito estufa.
Isso porque de fato a energia nuclear apresenta vantagens, como alta densidade energética e capacidade de geração contínua.
Além disso, os reatores nucleares têm uma vida útil longa, podendo operar por décadas.
Essa estabilidade e confiabilidade no fornecimento de eletricidade são particularmente atraentes em países onde a diversificação da matriz energética faz parte das políticas para garantir a segurança energética.
No entanto, é válido mencionar que a opinião pública sobre a energia nuclear varia de país para país, sendo que alguns enfrentam maiores preocupações com relação à segurança e ao gerenciamento dos resíduos radioativos.
Alguns pontos realmente precisam ser mais debatidos, principalmente nos países que não dispõem de uma infraestrutura sólida para lidar com os compostos nucleares e o seu descarte.
Veja a seguir em quais aspectos a energia nuclear se mostra vantajosa e quais deles fazem dela uma preocupação.
Vantagens
As várias vantagens da energia nuclear a tornam uma opção atraente em relação a outras fontes de energia.
Talvez a principal delas seja a sua capacidade de gerar eletricidade com baixas emissões de carbono.
A energia nuclear é uma fonte de energia que contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa, auxiliando no combate às mudanças climáticas.
Outra vantagem da energia nuclear é sua alta densidade energética.
Uma pequena quantidade de material nuclear pode gerar uma grande quantidade de energia, permitindo uma produção por prazos muito longos, o que protege os recursos naturais.
Também apresenta alta capacidade de geração contínua de eletricidade.
Ao contrário de fontes renováveis, como a energia eólica e solar, que dependem de condições climáticas, os reatores nucleares são capazes de fornecer eletricidade de forma estável e previsível durante longos períodos.
A segurança energética é outra vantagem associada à energia nuclear.
Ela contribui para a diversificação da matriz energética, reduzindo a dependência de fontes de energia importadas.
Isso sem contar que a indústria nuclear tem investido em pesquisa e desenvolvimento, resultando em avanços tecnológicos e aprimoramentos em segurança.
Novas tecnologias, como reatores de quarta geração e sistemas de segurança aprimorados, têm o potencial de aumentar ainda mais a segurança e a eficiência das usinas nucleares.
No entanto, vale considerar os desafios associados à energia nuclear, como o gerenciamento adequado dos resíduos radioativos e a garantia da segurança operacional das usinas nucleares.
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Desvantagens
O exemplo de energia nuclear mal gerida em seu descarte, como aconteceu em Angra, nos mostra que ainda existem percalços em relação a essa fonte energética.
Ainda que a energia nuclear apresente vantagens, sua utilização contínua traz certos riscos que merecem consideração.
Uma das principais preocupações é a questão dos resíduos radioativos.
A produção de energia nuclear gera subprodutos altamente radioativos que requerem um gerenciamento cuidadoso e seguro por um longo período de tempo.
O armazenamento e a disposição desses resíduos são desafios complexos e exigem soluções sustentáveis e seguras.
Outra preocupação é a segurança operacional das usinas nucleares.
Embora os reatores nucleares sejam projetados com múltiplas camadas de segurança, há sempre o risco de acidentes graves, como o desastre de Chernobyl em 1986 e o acidente de Fukushima em 2011.
Esses incidentes destacaram os perigos potenciais da energia nuclear e levantaram questões sobre a segurança dos reatores.
Além disso, a proliferação nuclear é uma preocupação global.
A tecnologia nuclear também pode ser usada para desenvolver armas nucleares, portanto, um controle rigoroso e eficaz é necessário para evitar a disseminação de armas nucleares e garantir o uso pacífico da energia nuclear.
Os altos custos de construção e manutenção de usinas nucleares são outro aspecto desfavorável.
Os investimentos necessários para estabelecer e operar usinas nucleares são altos, o que as torna menos viáveis em termos econômicos, na comparação com outras fontes de energia.
Os perigos da energia nuclear
Ambos os tipos de energia nuclear trazem riscos caso sejam mal geridos, principalmente na questão do descarte dos rejeitos nas operações de fissão.
Há ainda os riscos relacionados à segurança das usinas nucleares.
Acidentes graves, embora raros, podem ter consequências catastróficas, resultando na liberação de radiação e impactos ambientais catastróficos.
Além disso, o gerenciamento seguro dos resíduos radioativos é um desafio complexo, que exige cuidados a longo prazo para evitar a contaminação do meio ambiente e da saúde humana.
A possibilidade de proliferação nuclear, onde a tecnologia nuclear é usada para desenvolver armas, é outra preocupação.
Os altos custos associados à construção e manutenção de usinas nucleares também são um fator a ser considerado, ainda mais em países como o Brasil, que podem gerar eletricidade de forma mais barata.
Para garantir a segurança, é fundamental adotar medidas rigorosas, regulamentação eficaz e investimentos contínuos em tecnologias mais seguras e gestão de resíduos radioativos.
O cenário da energia nuclear no Brasil
No Brasil, a energia nuclear tem um papel relevante, mas ainda limitado, como fonte energética.
O país conta com duas usinas nucleares em operação: Angra 1 e Angra 2, localizadas no estado do Rio de Janeiro, que contribuem com cerca de 1,3% da geração total de eletricidade no país.
O Brasil dispõe de uma vasta reserva de urânio, o combustível utilizado na produção de energia nuclear, o que abre uma oportunidade para a expansão desse setor.
No entanto, projetos futuros, como a construção de Angra 3, têm enfrentado desafios de ordem econômica e regulatória que impactam o avanço da energia nuclear no país.
O Brasil também desenvolve programas de pesquisa e desenvolvimento em tecnologia nuclear, com o objetivo de desenvolver reatores avançados e fortalecer a segurança e a gestão de resíduos.
O uso da energia nuclear no mundo
Ao entender o que é energia nuclear e como funciona, não resta dúvidas de que ela desempenha um papel significativo na produção global de eletricidade.
De acordo com as Nações Unidas (ONU), em 2020 a capacidade global instalada de energia nuclear era de aproximadamente 392 gigawatts elétricos (GWe).
Vários países têm adotado a energia nuclear como parte de sua matriz energética.
A França, como vimos, é um dos líderes nesse setor, com cerca de 70% da eletricidade gerada a partir de usinas nucleares.
Outros países com alto uso de energia nuclear são Estados Unidos, China, Japão, Rússia e Coreia do Sul.
A energia nuclear também tem sido uma importante fonte de energia limpa, ajudando a reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
De acordo com o relatório “Energia Nuclear por um Mundo sem Emissões de Carbono” (em inglês), a energia nuclear evitou nos últimos 50 anos a emissão de aproximadamente 70 gigatoneladas de dióxido de carbono (CO2) em todo o mundo.
Além disso, a perspectiva de expansão da energia nuclear é promissora.
Vários países estão planejando ou construindo novas usinas nucleares.
Por exemplo, a China tem um ambicioso programa de expansão nuclear, com planos agressivos para aumentar sua capacidade instalada até 2030.
No entanto, é importante observar que os dois tipos de energia nuclear apresentam desafios, como preocupações com segurança, gerenciamento de resíduos e custos.
O equilíbrio entre a segurança e a sustentabilidade econômica é fundamental para o uso contínuo da energia nuclear como uma fonte de energia confiável e de baixa emissão de carbono.
Os maiores acidentes nucleares da história
Como já destacamos, os dois maiores acidentes nucleares da história ocorreram em Chernobyl, onde hoje é a Ucrânia, em 1986, e em Fukushima, Japão, em 2011.
Em Chernobyl, houve uma explosão durante um teste no reator 4 da usina nuclear que resultou na liberação de uma grande quantidade de material radioativo na atmosfera, causando consequências devastadoras.
Estima-se que milhares de pessoas tenham sido afetadas pela exposição à radiação, com extensas áreas ao redor da usina contaminadas.
Já em Fukushima, no Japão, um terremoto seguido de um tsunami resultou no colapso dos sistemas de resfriamento da usina nuclear.
Houve vazamento de radiação e liberação de material radioativo.
O acidente causou a evacuação de uma vasta área e teve impactos significativos na saúde pública e no meio ambiente.
As operações de descontaminação e recuperação estão em curso na região até hoje.
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Conclusão
As vantagens da energia nuclear fazem desta uma opção atrativa de matriz energética.
Contudo, é preciso que haja investimentos maciços em infraestrutura e na formação de pessoas qualificadas para lidar com as operações nas usinas e com o descarte de resíduos tóxicos.
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