O que é um reator nuclear?
Um reator nuclear é um equipamento científico projetado para gerar reações em cadeia controladas de elementos fissionáveis como o urânio. Os reatores nucleares podem ser usados para vários propósitos, incluindo a geração de energia elétrica, a produção de combustíveis nucleares e a pesquisa científica. Reatores nucleares de vários projetos podem ser encontrados em muitas regiões do mundo, desde laboratórios científicos nos Estados Unidos até o interior da França, com os franceses contando com energia nuclear para cerca de 75% de suas necessidades de energia a partir de 2009.
Os reatores nucleares dependem de um processo conhecido como fissão, que ocorre quando um elemento pesado absorve um nêutron e se divide em dois elementos mais leves. No processo, o elemento libera energia. Em uma reação de fissão controlada, essa energia pode ser aproveitada para várias atividades e convencida a estabelecer uma reação em cadeia que incentiva o restante do elemento fissionável a se separar também. Uma reação descontrolada cria uma bomba nuclear.
Dentro de um reator nuclear, barras de combustível compostas por um elemento fissionável são inseridas em um moderador, um material que desacelera os nêutrons para incentivar a fissão. O operador do reator nuclear pode controlar a reação com o uso de barras de controle, barras feitas de materiais que absorvem nêutrons. Quando as hastes são abaixadas no núcleo do reator com o combustível, elas absorvem os nêutrons, retardando ou interrompendo o processo de fissão e, quando são elevadas, permitem que as hastes de combustível absorvam os nêutrons e sofram fissão. Periodicamente, as barras de combustível são gastas e precisam ser substituídas por combustível novo, enquanto o combustível usado deve ser descartado cuidadosamente para evitar a geração de poluição.
O reator nuclear também requer um líquido de refrigeração para transferir o calor para longe do núcleo do reator. O calor, um subproduto da fissão, pode de fato ser o objetivo dos operadores do reator, porque pode ser usado para gerar eletricidade gerando vapor que irá empurrar as turbinas. Quando um reator nuclear está sendo usado para pesquisas científicas, o calor pode ser um subproduto indesejável, embora alguns reatores sejam projetados para pesquisa e geração elétrica para máxima eficiência.
Um grande número de sistemas está envolvido no controle e na contenção de um reator nuclear. O risco inerente de criar uma reação controlada é que a reação possa desabar em cascata. Essa preocupação é abordada com inúmeras falhas e tecnologias de segurança projetadas para manter o reator em operação com segurança. Relativamente poucos acidentes graves ocorreram com reatores nucleares e aqueles que tendem a ocorrer em reatores mais antigos com infraestrutura de suporte insuficiente.