Descubra como é que funciona uma usina nuclear

Uma usina nuclear produz eletricidade a partir do calor. É uma usina térmica, assim como usinas a carvão ou a gás. Com a diferença de que não produz poluentes nem gases de efeito estufa na produção de calor.

Com a segunda via de conta que é liberada durante a fissão dos núcleos atômicos, a água é aquecida sob alta pressão como em uma panela de pressão. Isso cria vapor quente.

Ele é direcionado para as turbinas, que começam a girar e, assim, acionam o gerador conectado a elas. No gerador, a eletricidade começa a fluir, o que atinge os consumidores via rede elétrica.

Parte nuclear e convencional

Uma central nuclear consiste basicamente em duas partes: Na parte nuclear, o calor é gerado pela fissão nuclear. Na parte convencional, o calor é convertido em eletricidade.

Parte nuclear e convencional

A parte da planta convencional é muito semelhante à das usinas de carvão, gás e energia geotérmica. Para algumas usinas nucleares, isso também inclui a torre de resfriamento amplamente visível. Torres de resfriamento não são uma especialidade de usinas nucleares, mas também são usadas em outras usinas termelétricas.

Geração de calor na parte nuclear

Na parte nuclear é o coração da planta, o reator nuclear. Consiste em um vaso de pressão do reator de paredes espessas feito de aço e contém os elementos combustíveis com o combustível nuclear.

É aqui que a fissão nuclear ocorre, produzindo calor. Os conjuntos de combustível consistem em feixes de varetas de combustível finas com vários metros de comprimento.

Nestas hastes de combustível, o combustível nuclear na forma de pequenos comprimidos contendo urânio (também chamados de pellets) está fechado hermeticamente.

Existem vários sistemas de reatores em todo o mundo. A maioria deles são reatores de água leve. As cinco usinas nucleares na Suíça – Beznau-1 e -2, Mühleberg, Gösgen e Leibstadt – também são equipadas com reatores de água leve.

Em reatores de água leve, a água tem duas funções: por um lado, serve como refrigerante e transporta a energia do reator para as turbinas a vapor. Por outro lado, retarda os nêutrons liberados durante a fissão nuclear (blocos de construção eletricamente neutros do núcleo atômico) e, portanto, atua como um moderador.

Somente quando eles são freados, os nêutrons podem desencadear mais fissão nuclear (reação em cadeia). Se a água estiver faltando no reator de água leve, os nêutrons não serão mais freados e a reação em cadeia será interrompida. Existem duas variantes de reatores de água leve: reatores de água pressurizada e reatores de água fervente. Na Suíça, ambas as variantes estão representadas.

Operação de uma usina nuclear com reator de água pressurizada

Nos reactores de água pressurizada (Beznau-1, Beznau-2 e Gösgen), a água no reactor é aquecida a alta pressão sem ferver. A água aquecida é enviada para geradores de vapor fora do reator, onde ela libera seu calor para outro ciclo de água. A água no segundo ciclo aquece e evapora. Este vapor aciona as turbinas na parte convencional da usina nuclear.

Operação de uma usina nuclear com reator de água fervente

Nos reatores de água em ebulição (Leibstadt e Mühleberg), o vapor é gerado no vaso de pressão do reator e passado diretamente para as turbinas. Ao contrário dos reatores de água pressurizada, o vapor que chega às turbinas contém vestígios de material radioativo de vida curta. Quando o reator é desligado, a radioatividade é interrompida em poucos minutos.

Produção de eletricidade na parte convencional

Na casa de máquinas da parte convencional da fábrica estão as turbinas a vapor e os geradores. O vapor quente do reator aciona as turbinas, que por sua vez acionam o gerador, que converte energia cinética em eletricidade – como uma bicicleta, onde o dínamo gera eletricidade para a lâmpada.

Resfriamento da turbina a vapor

Para que as turbinas a vapor possam converter o calor do vapor fornecido em um movimento mecânico, as diferenças de temperatura e pressão antes e depois da turbina devem ser tão grandes quanto possível.

Portanto, o vapor é resfriado após sair da turbina através de um segundo ciclo de água, até o ponto de condensar novamente em água líquida. Uma bomba transporta esta água do condensador de volta para o gerador de vapor (reator de água pressurizada) ou para o vaso de pressão do reator (reator de água fervente). Lá é reaquecido e retornado às turbinas como vapor.

Resfriamento direto com água do rio

Remover a água para o arrefecimento do vapor na saída da turbina, o Beznau-1, Beznau-2 e Berg moinho a Aar e dirigi-la ligeiramente aquecido nos retornos de fluxo.

Resfriamento direto com água do rio

Limites de ligação protegem o Aare do aquecimento excessivo. Este ciclo da água é completamente separado do reator e não contém substâncias radioativas.

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