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2025-02-28 10:43:15 David Gonçalves: Added attachment(s): d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082.md.
/dev/null .. Utilidades industriais/Tipos de energias/Energia Nuclear/d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082.md
@@ 0,0 1,295 @@
+ Energia Nuclear
+
+ David Gon¸calves e Leonardo Sobral
+
+ February 2025
+
+ > **1 Introdu¸c˜ao**
+
+ Atualmente, a humanidade vive um momento de transi¸c˜ao energ´etica. A
+ necessidade de reduzir as
+
+ emiss˜oes de gases de efeito estufa e mitigar os impactos ambientais do
+ uso de combust´ıveis f´osseis tem
+
+ impulsionado investimentos em tecnologias limpas. O futuro da energia
+ depende do equil´ıbrio entre
+
+ inova¸c˜ao, sustentabilidade e acessibilidade. \` A medida que novas
+ tecnologias s˜ao desenvolvidas, o de-
+
+ safio ser´a garantir que a transi¸c˜ao para fontes renov´aveis ocorra de
+ forma justa e eficiente, assegurando
+
+ > que todas as regi˜oes do mundo tenham acesso a uma energia segura,
+ > confi´avel e sustent´avel.
+ >
+ > **2 A Energia Nuclear como fonte de obten¸c˜ao de energia**
+
+ A energia nuclear ´e uma das formas mais poderosas de gerar
+ eletricidade, baseada na utiliza¸c˜ao da
+
+ energia armazenada no n´ucleo dos ´atomos A utiliza¸c˜ao desta fonte de
+ energia possui vantagens sig-
+
+ nificativas, como a capacidade de gerar grandes quantidades de
+ eletricidade sem emiss˜oes diretas de
+
+ gases de efeito estufa e com um funcionamento constante, ao contr´ario
+ de fontes renov´aveis como
+
+ a solar ou a e´olica, que dependem das condi¸c˜oes clim´aticas. No
+ entanto, tamb´em enfrenta desafios
+
+ importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema do
+ armazenamento dos res´ıduos ra-
+
+ dioativos, que podem permanecer perigosos por milhares de anos. Apesar
+ da controv´ersia, a energia
+
+ nuclear continua a ser uma das principais fontes de eletricidade do
+ mundo, e os avan¸cos tecnol´ogicos
+
+ podem torn´a-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o
+ desenvolvimento da fus˜ao nuclear, h´a a
+
+ possibilidade de uma nova revolu¸c˜ao energ´etica, oferecendo uma fonte
+ de energia limpa e praticamente
+
+ > inesgot´avel.
+ >
+ > **3 Princ´ıpio de utiliza¸c˜ao da Energia Nuclear**
+
+ Este tipo de energia pode ser libertado atrav´es de dois processos
+ principais: a fiss˜ao nuclear, que
+
+ consiste na divis˜ao do n´ucleo de um ´atomo pesado, e a fus˜ao nuclear,
+ que consiste na uni˜ao de n´ucleos
+
+ at´omicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da
+ energia at´omica baseia-se na
+
+ Teoria da Relatividade de Einstein que define um intercˆambio entre
+ mat´eria e energia, pela seguinte
+
+ > rela¸c˜ao \[1\]:
+ >
+ > *E* = *mc*2 (1)
+
+ 1
+
+ Em que E representa a energia, m a mat´eria e c corresponde \` a
+ velocidade da luz, cujo valor ´e 3*.*8 *∗*
+
+ > 108*m/s*. Atrav´es desta f´ormula compreende-se que uma part´ıcula que
+ > possua uma massa muito
+
+ pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz,
+ corresponde a um valor energ´etico
+
+ muito grande. No contexto da utiliza¸c˜ao da energia nuclear, o que
+ acontece ´e que o somat´orio da
+
+ massa das part´ıculas que se formam durante a rea¸c˜ao nuclear ´e
+ inferior ao somat´orio da massa das
+
+ part´ıculas que reagiram. Esta diferen¸ca de massa ´e libertada na forma
+ de energia, quantificada pela
+
+ equa¸c˜ao 1. Atualmente, todas as centrais nucleares em opera¸c˜ao
+ utilizam a fiss˜ao nuclear, enquanto
+
+ > a fus˜ao ainda est´a em fase de desenvolvimento.
+ >
+ > **4 Funcionamento de uma central nuclear**
+
+ O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fiss˜ao de elementos
+ como o urˆanio-235 ou o
+
+ > plut´onio-239. Quando um neutr˜ao atinge o n´ucleo de um desses
+ > ´atomos, este divide-se em dois
+
+ fragmentos menores, libertando uma grande quantidade de energia
+ t´ermica. Al´em disso, esta rea¸c˜ao
+
+ tamb´em gera novos neutr˜oes, que podem atingir outros n´ucleos e manter
+ uma rea¸c˜ao em cadeia
+
+ controlada dentro do reator. O calor produzido ´e utilizado para aquecer
+ ´agua, transformando-a em
+
+ vapor, que aciona turbinas ligadas a geradores el´etricos. Dessa forma,
+ a energia libertada pela fiss˜ao
+
+ nuclear ´e convertida em eletricidade \[2\]. O funcionamento de uma
+ central nuclear pode ser melhor
+
+ > compreendido atrav´es do esquema da figura 1.
+
+ ![](vertopal_d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082/media/image1.png){width="3.05in"
+ height="1.5930544619422573in"}
+
+ Figure 1: Esquema de uma central nuclear
+
+ > **5 Utiliza¸c˜ao da Energia Nuclear no Mundo**
+
+ A participa¸c˜ao nuclear na gera¸c˜ao global de energia no mundo fixa-se
+ em 2023 num valor de 9,1%
+
+ de toda a energia produzida no mundo. Por´em, esta percentagem tem vindo
+ a decrescer, muito por
+
+ culpa dos acidentes em centrais nucleares que ocorreram no s´eculo
+ passado, nomeadamente Chernobyl
+
+ e Fukushima. mas tamb´em devido ao aparecimento de novos m´etodos
+ alternativos de obten¸c˜ao de
+
+ energia. O pico m´aximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5%
+ da energia total produzida
+
+ no mundo, atingido em 1996, mas desde ent˜ao essa percentagem sofreu uma
+ grande queda como se
+
+ > pode verificar na Figura 2.
+
+ 2
+
+ ![](vertopal_d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082/media/image2.png){width="3.05in"
+ height="2.9347222222222222in"}
+
+ Figure 2: Gera¸c˜ao de Energia Nuclear no Mundo \[4\]
+
+ A utiliza¸c˜ao da energia nuclear n˜ao se contabiliza apenas a n´ıvel
+ global e podem-se realizar estudos
+
+ estat´ısticos que permitam verificar a distribui¸c˜ao geogr´afica da
+ mesma, isto ´e, verificar quais s˜ao os
+
+ pa´ıses que produzem mais e quais s˜ao aqueles que consomem mais
+ eletricidade proveniente de fontes
+
+ nucleares. Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos
+ pa´ıses que mais produzem
+
+ energia nuclear encontramos duas das maiores potˆencias econ´omicas a
+ n´ıvel mundial, os Estados
+
+ Unidos da Am´erica em primeiro lugar e a China em segundo lugar. Os
+ Estados Unidos, possuem 94
+
+ reatores ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma ´e
+ de 19%, j´a a China possui 57
+
+ reatores ativos e ainda 27 em constru¸c˜ao, sendo a percentagem de
+ gera¸c˜ao no pa´ıs de 5%. De ressaltar
+
+ ainda a Fran¸ca que tem no seu territ´orio 56 reatores ativos, e a sua
+ percentagem de energia el´etrica
+
+ produzida por via nuclear ´e de 65%, representando mais de metade da
+ energia produzida do pa´ıs,
+
+ sendo, portanto, esta a fonte de energia mais dominante no territ´orio
+ francˆes. Em Portugal n˜ao existe
+
+ qualquer tipo de produ¸c˜ao de energia nuclear, sendo a central nuclear
+ mais pr´oxima de Portugal a
+
+ central de Almaraz em Espanha. A mesma possui uma data de encerramento
+ prevista para novembro
+
+ > de 2027 e outubro de 2028 \[5\].
+
+ ![](vertopal_d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082/media/image3.png){width="3.05in"
+ height="1.7805555555555554in"}
+
+ Figure 3: Os dez pa´ıses com o maior n´umero de reatores nucleares em
+ opera¸c˜ao no mundo \[6\]
+
+ Como j´a referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela
+ Fran¸ca prov´em de centrais
+
+ nucleares, e, portanto, esta encontra-se no topo da tabela dos pa´ıses,
+ a n´ıvel mundial, que mais utilizam
+
+ 3
+
+ a mesma. De seguida encontra-se a Ucrˆania, com 55% de toda a energia
+ consumida de origem nuclear.
+
+ > A fechar o top 3 encontra-se a Eslov´aquia, com 52%.
+
+ 4
+
+ > **6 Fus˜ao nuclear**
+ >
+ > **6.1 Princ´ıpio de funcionamento**
+
+ Outro procedimento mais recente que faz uso da energia at´omica ´e a
+ fus˜ao nuclear, cujo princ´ıpio
+
+ e semelhante ao da fiss˜ao nuclear. Neste caso dois n´ucleos fundem-se
+ para formar outro n´ucleo, de
+
+ menor massa, em que a massa perdida ´e convertida em energia. Este ´e o
+ processo respons´avel pela
+
+ produ¸c˜ao de energia no Sol e outros estrelas, onde n´ucleos de
+ hidrog´enio (e respetivos is´otopos) se
+
+ > fundem para formar n´ucleos de h´elio \[7\].
+
+ ![](vertopal_d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082/media/image4.png){width="1.8305544619422571in"
+ height="2.629166666666667in"}
+
+ Figure 4: Rea¸c˜ao de fus˜ao nuclear \[8\]
+
+ > **6.2 Avan¸cos recentes**
+
+ A fus˜ao nuclear ´e vista por muitos como o "Santo Graal" da obten¸c˜ao
+ de energia limpa ilimitada,
+
+ sem qualquer produ¸c˜ao de res´ıduos radioativos. No entanto a sua
+ utiliza¸c˜ao em larga escala ainda se
+
+ encontra limitada pelo facto de serem necess´arias elevadas temperaturas
+ para iniciar o processo, na
+
+ ordem dos 150 milh˜oes de ºC, e m´etodos eficientes para conter o plasma
+ que se forma, tornando a
+
+ sua eficiˆencia muito baixa. De facto, s´o recentemente ´e que se
+ conseguiu obter um valor energ´etico
+
+ superior \` aquele utilizado para a ocorrˆencia do processo \[9\].
+ V´arios pa´ıses uniram recentemente for¸cas
+
+ para construir o maior reator de fus˜ao nuclear do mundo, na Fran¸ca,
+ atrav´es de um projeto denominado
+
+ ITER, "International Thermonuclear Experimental Reactor". O objetivo ´e
+ que um dia se possa tornar
+
+ > poss´ıvel a obten¸c˜ao de energia limpa e ilimitada \` a escala
+ > industrial \[9\].
+
+ 5
+
+ > **7 Referˆencias Bibliogr´aficas**
+ >
+ > \[1\] NOVA --- Einstein's Big Idea --- Library Resource Kit: E = mc2
+ > Explained --- PBS Einstein \[2\] L. Baratta, "Introduction to nuclear
+ > engineering textbook", 3rd edition\
+ > \[3\] Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 --- Linquip\
+ > \[4\]
+ > https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundogid=1pid=1\
+ > \[5\]
+ > https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448\
+ > \[6\]
+ > https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/\
+ > \[7\] Nuclear energy - Energy Encyclopedia\
+ > \[8\] Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy Encyclopedia\
+ > \[9\] https://www.iter.org/few-lines
+
+ 6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9