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2025-02-28 10:43:57 David Gonçalves: Deleted d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082.md
Utilidades industriais/Tipos de energias/Energia Nuclear/d76e4c666f214e5f827aab22a7cf2082.md .. /dev/null
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- 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