Um reator nuclear é um dispositivo usado em usinas para controlar a reação de fissão nuclear. Essa reação ocorre de forma descontrolada, por exemplo, na explosão de bombas atômicas; mas os reatores possuem mecanismos que impedem isso, fazendo com que a reação seja controlada e reaproveitada para gerar energia elétrica.
Isso é conseguido porque o reator é montado de uma forma que intercala barras do combustível físsil – que normalmente é o urânio enriquecido (urânio com grande quantidade de urânio 235) ou o plutônio 239 –; com barras de moderador de nêutrons. Esses moderadores podem ser barras de carbono na forma de grafite, de cádmio, ou água pesada (D2O), que é usada nos reatores mais modernos. A água pesada ou água deuterada é diferente da água normal porque, em sua constituição, no lugar de átomos de hidrogênio comuns, ela possui átomos do deutério, que é um isótopo mais pesado que o hidrogênio.
Partes dos nêutrons liberados na fissão nuclear colidem com os núcleos dos moderadores, que absorvem os nêutrons sem sofrer fissão. O resultado é que a reação de fissão em cadeia fica controlada, pois somente um dos nêutrons liberados em cada fissão pode reagir novamente.
A energia gerada em forma de calor faz com que a temperatura da água se eleve no interior do reator, a ponto de ela ser transformada em vapor. Esse vapor aciona uma turbina, que gera a energia elétrica.
Depois de deixar a turbina, o vapor passa por um trocador de calor, que funciona como um condensador, onde o vapor é resfriado por uma fonte externa natural localizada próxima à usina (normalmente trata-se da água de um rio, lago ou mar) e volta na forma líquida ao circuito principal, iniciando novamente todo o processo. É por isso que as usinas nucleares costumam se encontrar em regiões próximas ao mar.
O Brasil possui três reatores nucleares na Usina de Angra dos Reis, localizada no litoral do estado do Rio de Janeiro. Atualmente existem em todo o mundo 438 reatores nucleares em operação, que correspondem a 14% da produção de energia elétrica mundial. Os Estados Unidos possuem 104 reatores, a França 59 e o Japão 55.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
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FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Reator Nuclear"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-nuclear.htm. Acesso em 17 de setembro de 2021.
