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O reator nuclear controla a reação de fissão nuclear – para não explodir igual uma bomba atômica – e a reaproveita para gerar energia elétrica. No Brasil, por exemplo, existem três reatores desse tipo, na usina em Angra dos Reis, no litoral do estado do Rio de Janeiro.
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Já o sonho dos cientistas é conseguir aproveitar a energia liberada em reações de fusão nuclear. Além de ser o oposto da fissão, a diferença mais significativa é a quantidade muito maior de energia liberada. Ou seja, daria para gerar mais energia elétrica com menos recursos.
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Reator nuclear de fissão
A estrutura desse tipo de reator intercala barras do combustível físsil – geralmente, é urânio enriquecido ou plutônio 239 – com barras de moderador de nêutrons.
Nos reatores mais modernos, esse moderador é água pesada (também chamada de deuterada, por ter átomos de deutério ao invés de hidrogênio). Mas barras de carbono (na forma de grafite) ou cádmio também servem.
Quando rola a fissão nuclear (quando um elemento pesado divide-se em dois elementos mais leves), partes dos nêutrons liberados colidem nos núcleos dos moderadores. Eles os absorvem sem sofrer fissão, deixando a reação de fissão em cadeia controlada.
Tudo isso gera calor, que aquece a água dentro do reator. O vapor, então, aciona uma turbina capaz de gerar energia elétrica. Depois de deixar a turbina, o vapor passa por um trocador de calor. É uma espécie de condensador, que resfria o vapor usando alguma fonte externa natural perto da usina (geralmente, rio, lago ou mar). De volta à forma líquida, a água retorna ao circuito principal, reiniciando o processo.
Além das três usinas nucleares no Brasil, existem 435 mundo afora. Nos EUA, por exemplo, estão 104. Juntas, essas usinas geram 14% da energia elétrica produzida no mundo.
Reator nuclear de fusão
A fusão nuclear precisa de temperaturas altíssimas para acontecer. Para você ter uma ideia, é o que rola em estrelas, como o Sol, em que as temperaturas batem 100 milhões de graus Celsius. Imagine a complexidade de se construir um reator que aguente isso. É difícil, mas não impossível.
Pesquisas na área de fusão nuclear levaram a um tipo de reator chamado Tokamak, usado apenas para a ciência. O mais famoso está em Princeton, nos EUA. Ele consegue funcionar na temperatura do Sol. Esse tipo de reator produz um campo magnético fortíssimo. Depois de injetar gases de deutério e trítio, a temperatura no reator sobe milhares de graus Celsius, para eles reagirem.
Por conta da passagem de corrente elétrica e da geração dos campos magnéticos, forma-se um plasma num tubo dentro do reator. O problema é que, até o momento, não se sabe como obter energia útil de um reator desse tipo.
A conta não bate porque a energia gasta para ativar o campo magnético onde o plasma fica confinado é maior que a energia obtida na fusão dentro do reator. Outra dificuldade é trabalhar, de forma controlada, com materiais em temperaturas estupidamente altas.
Por ora, quando o assunto é reator nuclear, apenas os de fissão são viáveis. E a principal desvantagem – e risco – desses é a radioatividade envolvida no processo. Mas os cientistas estão cada vez mais perto de tornar a fusão nuclear viável para geração de energia.
Fonte: Brasil Escola (reator de fissão nuclear e reator de fusão nuclear)
Imagem de destaque: Reprodução/PxHere
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