Energia nuclear - blame None

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0282ff	Nuno Oliveira	2025-03-01 21:05:30	1	---
			2	title: Energia nuclear
			3	author:
			4	- David Gonçalves - 2021218886
			5	- Leonardo Sobral - 2021232637
			6	date: 2024-02-28
			7	tags: #utilidades
			8	---
			9
			10	# Energia nuclear
			11
			12	## Introdução
			13
			14	Atualmente, a humanidade vive um momento de transição energética. A
			15	necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar
			16	os impactos ambientais do uso de combustíveis fósseis tem impulsionado
			17	investimentos em tecnologias limpas.
			18
			19	O futuro da energia depende do equilíbrio entre inovação,
			20	sustentabilidade e acessibilidade. À medida que novas tecnologias são
			21	desenvolvidas, o desafio será garantir que a transição para fontes
			22	renováveis ocorra de forma justa e eficiente, assegurando que todas as
			23	regiões do mundo tenham acesso a uma energia segura, confiável e
			24	sustentável.
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			27	## A Energia Nuclear como fonte de obtenção de energia
			28
			29	A energia nuclear é uma das formas mais poderosas de gerar eletricidade,
			30	baseada na utilização da energia armazenada no núcleo dos átomos.
			31
			32	A utilização desta fonte de energia possui vantagens significativas,
			33	como a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade sem
			34	emissões diretas de gases de efeito estufa e com um funcionamento
			35	constante, ao contrário de fontes renováveis como a solar ou a eólica,
			36	que dependem das condições climáticas. No entanto, também enfrenta
			37	desafios importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema
			38	do armazenamento dos resíduos radioativos, que podem permanecer
			39	perigosos por milhares de anos.
			40
			41	Apesar da controvérsia, a energia nuclear continua a ser uma das
			42	principais fontes de eletricidade do mundo, e os avanços tecnológicos
			43	podem torná-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o
			44	desenvolvimento da fusão nuclear, há a possibilidade de uma nova
			45	revolução energética, oferecendo uma fonte de energia limpa e
			46	praticamente inesgotável.
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			49	## Princípio de utilização da Energia Nuclear
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			51	Este tipo de energia pode ser libertado através de dois processos
			52	principais: a fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um
			53	átomo pesado, e a fusão nuclear, que consiste na união de núcleos
			54	atómicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da
			55	energia atómica baseia-se na Teoria da Relatividade de Einstein que
			56	define um intercâmbio entre matéria e energia, pela seguinte relação
			57	<sup>[1]</sup>:
			58
			59	E=m\*c2 (1)
			60
			61	Em que E representa a energia, m a matéria e c corresponde à
			62	velocidade da luz, cujo valor é 3.8\*10<sup>8</sup> m/s. Através desta
			63	fórmula compreende-se que uma partícula que possua uma massa muito
			64	pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz,
			65	corresponde a um valor energético muito grande.
			66
			67	No contexto da utilização da energia nuclear, o que acontece é que o
			68	somatório da massa das partículas que se formam durante a reação nuclear
			69	é inferior ao somatório da massa das partículas que reagiram. Esta
			70	diferença de massa é libertada na forma de energia, quantificada pela
			71	equação 1.
			72
			73	Atualmente, todas as centrais nucleares em operação utilizam a fissão
			74	nuclear, enquanto a fusão ainda está em fase de desenvolvimento.
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			77	## Funcionamento de uma central nuclear
			78
			79	O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fissão de elementos
			80	como o urânio-235 ou o plutónio-239. Quando um neutrão atinge o núcleo
			81	de um desses átomos, este divide-se em dois fragmentos menores,
			82	libertando uma grande quantidade de energia térmica. Além disso, esta
			83	reação também gera novos neutrões, que podem atingir outros núcleos e
			84	manter uma reação em cadeia controlada dentro do reator. O calor
			85	produzido é utilizado para aquecer água, transformando-a em vapor, que
			86	aciona turbinas ligadas a geradores elétricos. Dessa forma, a energia
			87	libertada pela fissão nuclear é convertida em eletricidade
			88	<sup>[2]</sup>. O funcionamento de uma central nuclear pode ser melhor
			89	compreendido através do esquema da figura 1.
			90
			91	![](./image-03.png)
			92
			93	![Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 \|
			94	Linquip](./image-04.jpg)
			95
			96
			97	## Utilização da Energia Nuclear no Mundo
			98
			99	A participação nuclear na geração global de energia no mundo fixa-se em
			100	2023 num valor de 9,1% de toda a energia produzida no mundo. Porém, esta
			101	percentagem tem vindo a decrescer, muito por culpa dos acidentes em
			102	centrais nucleares que ocorreram no século passado, nomeadamente
			103	Chernobyl e Fukushima. mas também devido ao aparecimento de novos
			104	métodos alternativos de obtenção de energia.
			105
			106	O pico máximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5% da energia
			107	total produzida no mundo, atingido em 1996, mas desde então essa
			108	percentagem sofreu uma grande queda como se pode verificar na Figura 2.
			109
			110	![alt text](./image-05.png)
			111
			112	A utilização da energia nuclear não se contabiliza apenas a nível global
			113	e podem-se realizar estudos estatísticos que permitam verificar a
			114	distribuição geográfica da mesma, isto é, verificar quais são os países
			115	que produzem mais e quais são aqueles que consomem mais eletricidade
			116	proveniente de fontes nucleares.
			117
			118	Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos países que
			119	mais produzem energia nuclear encontramos duas das maiores potências
			120	económicas a nível mundial, os Estados Unidos da América em primeiro
			121	lugar e a China em segundo lugar. Os Estados Unidos, possuem 94 reatores
			122	ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma é de 19%, já
			123	a China possui 57 reatores ativos e ainda 27 em construção, sendo a
			124	percentagem de geração no país de 5%. De ressaltar ainda a França que
			125	tem no seu território 56 reatores ativos, e a sua percentagem de energia
			126	elétrica produzida por via nuclear é de 65%, representando mais de
			127	metade da energia produzida do país, sendo, portanto, esta a fonte de
			128	energia mais dominante no território francês.
			129
			130	Em Portugal não existe qualquer tipo de produção de energia nuclear,
			131	sendo a central nuclear mais próxima de Portugal a central de Almaraz em
			132	Espanha. A mesma possui uma data de encerramento prevista para novembro
			133	de 2027 e outubro de 2028 <sup>[5]</sup>.
			134
			135	![Uma imagem com texto, captura de ecrã, número, Tipo de letra Os
			136	conteúdos gerados por IA poderão estar
			137	incorretos.](./image-07.jpg)
			138
			139	Figura 3 - Os dez países com o maior número de reatores nucleares em operação no mundo <sup>[6]</sup>
			140
			141	Como já referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela
			142	França provém de centrais nucleares, e, portanto, esta encontra-se no
			143	topo da tabela dos países, a nível mundial, que mais utilizam a mesma.
			144	De seguida encontra-se a Ucrânia, com 55% de toda a energia consumida de
			145	origem nuclear. A fechar o top 3 encontra-se a Eslováquia, com 52%.
			146
			147
			148	## Fusão nuclear
			149
			150	### Princípio de funcionamento
			151
			152	Outro procedimento mais recente que faz uso da energia atómica é a fusão
			153	nuclear, cujo princípio é semelhante ao da fissão nuclear. Neste caso
			154	dois núcleos fundem-se para formar outro núcleo, de menor massa, em que
			155	a massa perdida é convertida em energia.
			156
			157	![A screenshot of a video game AI-generated content may be
			158	incorrect.](./image-08.png)
			159
			160	Este é o processo responsável pela produção de energia no Sol e outros
			161	estrelas, onde núcleos de hidrogénio (e respetivos isótopos) se fundem
			162	para formar núcleos de hélio <sup>[7]</sup>.
			163
			164	![](./image-09.png)
			165
			166	### Avanços recentes
			167
			168	A fusão nuclear é vista por muitos como o “Santo Graal” da obtenção de
			169	energia limpa ilimitada, sem qualquer produção de resíduos radioativos.
			170	No entanto a sua utilização em larga escala ainda se encontra limitada
			171	pelo facto de serem necessárias elevadas temperaturas para iniciar o
			172	processo, na ordem dos 150 milhões de ºC, e métodos eficientes para
			173	conter o plasma que se forma, tornando a sua eficiência muito baixa. De
			174	facto, só recentemente é que se conseguiu obter um valor energético
			175	superior àquele utilizado para a ocorrência do processo <sup>[9]</sup>.
			176	Vários países uniram recentemente forças para construir o maior reator
			177	de fusão nuclear do mundo, na França, através de um projeto denominado
			178	ITER, “International Thermonuclear Experimental Reactor”. O objetivo é
			179	que um dia se possa tornar possível a obtenção de energia limpa e
			180	ilimitada à escala industrial <sup>[9]</sup>.
			181
			182
			183	## Referências
			184
			185	[1] [NOVA \| Einstein's Big Idea \| Library Resource Kit: E = mc2
			186	Explained \|
			187	PBS](https://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/lrk-hand-emc2expl.html)
			188	Einstein
			189
			190	[2] L. Baratta, “Introduction to nuclear engineering textbook”,
			191	3<sup>rd</sup> edition
			192
			193	[3] [Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 \|
			194	Linquip](https://www.linquip.com/blog/nuclear-power-plant-guide/)
			195
			196	[4]
			197	<https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundo#&gid=1&pid=1>
			198
			199	[5]
			200	<https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448>
			201
			202	[6]
			203	<https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/>
			204
			205	[7] [Nuclear energy - Energy
			206	Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-energy)
			207
			208	[8] [Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy
			209	Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-fusion/thermonuclear-fusion/fusion-in-stars)
			210
			211	[9] <https://www.iter.org/few-lines>