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2025-02-28 09:56:45 David Gonçalves: Added attachment(s): 1o_trabalho_IIP_David_Goncalves_e_Leonardo_Sobral_Energia_Nuclear.md.
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+ ![Sobre a FCTUC](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.001.jpeg)
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+ **Departamento de Engenharia Química**
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+ **Mestrado em Engenharia Química**
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+ **Integração e Intensificação de Processos**
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+ **Energia Nuclear**
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+ ![alt text](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.002.jpeg)
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+ **Trabalho realizado por:**
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+ David Gonçalves nº 2021218886
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+ Leonardo Sobral nº 2021232637
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+ **Ano letivo 2024/2025**
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+ **Introdução**
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+ Atualmente, a humanidade vive um momento de transição energética. A necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar os impactos ambientais do uso de combustíveis fósseis tem impulsionado investimentos em tecnologias limpas.
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+ O futuro da energia depende do equilíbrio entre inovação, sustentabilidade e acessibilidade. À medida que novas tecnologias são desenvolvidas, o desafio será garantir que a transição para fontes renováveis ocorra de forma justa e eficiente, assegurando que todas as regiões do mundo tenham acesso a uma energia segura, confiável e sustentável.
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+ **A Energia Nuclear como fonte de obtenção de energia**
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+ A energia nuclear é uma das formas mais poderosas de gerar eletricidade, baseada na utilização da energia armazenada no núcleo dos átomos
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+ A utilização desta fonte de energia possui vantagens significativas, como a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade sem emissões diretas de gases de efeito estufa e com um funcionamento constante, ao contrário de fontes renováveis como a solar ou a eólica, que dependem das condições climáticas. No entanto, também enfrenta desafios importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema do armazenamento dos resíduos radioativos, que podem permanecer perigosos por milhares de anos.
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+ Apesar da controvérsia, a energia nuclear continua a ser uma das principais fontes de eletricidade do mundo, e os avanços tecnológicos podem torná-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o desenvolvimento da fusão nuclear, há a possibilidade de uma nova revolução energética, oferecendo uma fonte de energia limpa e praticamente inesgotável.
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+ **Princípio de utilização da Energia Nuclear**
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+ Este tipo de energia pode ser libertado através de dois processos principais: a fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um átomo pesado, e a fusão nuclear, que consiste na união de núcleos atómicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da energia atómica baseia-se na Teoria da Relatividade de Einstein que define um intercâmbio entre matéria e energia, pela seguinte relação <sup>[1]</sup>:
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+ E=m\*c2 (1)
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+ Em que *E* representa a energia, *m* a matéria e *c* corresponde à velocidade da luz, cujo valor é 3.8\*10<sup>8</sup> m/s. Através desta fórmula compreende-se que uma partícula que possua uma massa muito pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz, corresponde a um valor energético muito grande.
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+ No contexto da utilização da energia nuclear, o que acontece é que o somatório da massa das partículas que se formam durante a reação nuclear é inferior ao somatório da massa das partículas que reagiram. Esta diferença de massa é libertada na forma de energia, quantificada pela equação 1.
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+ Atualmente, todas as centrais nucleares em operação utilizam a fissão nuclear, enquanto a fusão ainda está em fase de desenvolvimento.
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+ **Funcionamento de uma central nuclear**
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+ O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fissão de elementos como o urânio-235 ou o plutónio-239. Quando um neutrão atinge o núcleo de um desses átomos, este divide-se em dois fragmentos menores, libertando uma grande quantidade de energia térmica. Além disso, esta reação também gera novos neutrões, que podem atingir outros núcleos e manter uma reação em cadeia controlada dentro do reator. O calor produzido é utilizado para aquecer água, transformando-a em vapor, que aciona turbinas ligadas a geradores elétricos. Dessa forma, a energia libertada pela fissão nuclear é convertida em eletricidade <sup>[2]</sup>. O funcionamento de uma central nuclear pode ser melhor compreendido através do esquema da figura 1.
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+ ![](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.003.png)![Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 | Linquip](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.004.jpeg)
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+ **Utilização da Energia Nuclear no Mundo**
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+ A participação nuclear na geração global de energia no mundo fixa-se em 2023 num valor de 9,1% de toda a energia produzida no mundo. Porém, esta percentagem tem vindo a decrescer, muito por culpa dos acidentes em centrais nucleares que ocorreram no século passado, nomeadamente Chernobyl e Fukushima. mas também devido ao aparecimento de novos métodos alternativos de obtenção de energia.
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+ O pico máximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5% da energia total produzida no mundo, atingido em 1996, mas desde então essa percentagem sofreu uma grande queda como se pode verificar na Figura 2.
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+ ![](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.005.png)![Uma imagem com texto, captura de ecrã, Gráfico, diagrama
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+ Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos.](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.006.png)
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+ A utilização da energia nuclear não se contabiliza apenas a nível global e podem-se realizar estudos estatísticos que permitam verificar a distribuição geográfica da mesma, isto é, verificar quais são os países que produzem mais e quais são aqueles que consomem mais eletricidade proveniente de fontes nucleares.
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+ Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos países que mais produzem energia nuclear encontramos duas das maiores potências económicas a nível mundial, os Estados Unidos da América em primeiro lugar e a China em segundo lugar. Os Estados Unidos, possuem 94 reatores ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma é de 19%, já a China possui 57 reatores ativos e ainda 27 em construção, sendo a percentagem de geração no país de 5%. De ressaltar ainda a França que tem no seu território 56 reatores ativos, e a sua percentagem de energia elétrica produzida por via nuclear é de 65%, representando mais de metade da energia produzida do país, sendo, portanto, esta a fonte de energia mais dominante no território francês.
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+ Em Portugal não existe qualquer tipo de produção de energia nuclear, sendo a central nuclear mais próxima de Portugal a central de Almaraz em Espanha. A mesma possui uma data de encerramento prevista para novembro de 2027 e outubro de 2028 <sup>[5]</sup>.
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+ ![Uma imagem com texto, captura de ecrã, número, Tipo de letra
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+ Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos.](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.007.jpeg)
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+ **Figura 3 -** Os dez países com o maior número de reatores nucleares em operação no mundo <sup>[6]</sup>
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+ Como já referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela França provém de centrais nucleares, e, portanto, esta encontra-se no topo da tabela dos países, a nível mundial, que mais utilizam a mesma. De seguida encontra-se a Ucrânia, com 55% de toda a energia consumida de origem nuclear. A fechar o top 3 encontra-se a Eslováquia, com 52%.
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+ **Fusão nuclear**
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+ **Princípio de funcionamento**
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+ Outro procedimento mais recente que faz uso da energia atómica é a fusão nuclear, cujo princípio é semelhante ao da fissão nuclear. Neste caso dois núcleos fundem-se para formar outro núcleo, de menor massa, em que a massa perdida é convertida em energia.
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+ ![A screenshot of a video game
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+ AI-generated content may be incorrect.](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.008.png)Este é o processo responsável pela produção de energia no Sol e outros estrelas, onde núcleos de hidrogénio (e respetivos isótopos) se fundem para formar núcleos de hélio <sup>[7]</sup>.
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+ ![](Aspose.Words.8d289e79-ac71-491d-9bd2-bb482cf56e41.009.png)
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+ **Avanços recentes**
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+ A fusão nuclear é vista por muitos como o “Santo Graal” da obtenção de energia limpa ilimitada, sem qualquer produção de resíduos radioativos. No entanto a sua utilização em larga escala ainda se encontra limitada pelo facto de serem necessárias elevadas temperaturas para iniciar o processo, na ordem dos 150 milhões de ºC, e métodos eficientes para conter o plasma que se forma, tornando a sua eficiência muito baixa. De facto, só recentemente é que se conseguiu obter um valor energético superior àquele utilizado para a ocorrência do processo <sup>[9]</sup>. Vários países uniram recentemente forças para construir o maior reator de fusão nuclear do mundo, na França, através de um projeto denominado ITER, *“International Thermonuclear Experimental Reactor”.* O objetivo é que um dia se possa tornar possível a obtenção de energia limpa e ilimitada à escala industrial <sup>[9]</sup>.
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+ **Referências Bibliográficas**
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+ [1] [NOVA | Einstein's Big Idea | Library Resource Kit: E = mc2 Explained | PBS](https://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/lrk-hand-emc2expl.html) Einstein
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+ [2] L. Baratta, “Introduction to nuclear engineering textbook”, 3<sup>rd</sup> edition
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+ [3] [Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 | Linquip](https://www.linquip.com/blog/nuclear-power-plant-guide/)
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+ [4] <https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundo#&gid=1&pid=1>
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+ [5] <https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448>
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+ [6] <https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/>
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+ [7] [Nuclear energy - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-energy)
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+ [8] [Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-fusion/thermonuclear-fusion/fusion-in-stars)
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+ [9] <https://www.iter.org/few-lines>
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