Energia Nuclear em Casa!!!

[Serial_killer]

não usa fusão nuclear, mas sim fissão nuclear

Ora ai está a parte mais importante da questão... Eu preferia que construíssem umas 3 centrais de fusão do que andassem a montar mini reactores de fissão... (Ainda não li os artigos mas pelo resumo...)

[Bad_Cop]

Sabes que a fusão nuclear ainda não é comercialmente viável, não sabes?

[CryptorX]

Ora ai está a parte mais importante da questão... Eu preferia que construíssem umas 3 centrais de fusão do que andassem a montar mini reactores de fissão... (Ainda não li os artigos mas pelo resumo...)

Sabes que a fusão nuclear ainda não é comercialmente viável, não sabes?

Bem... eu sou um grande adepto de física, é uma área que me fascina, agora não tenho nenhum curso por isso posso estar enganado mas como é que é possivél obter energia através de fusão nuclear? Sei que em fissão (energia nuclear) trata-se de neutrão que ao colidir a altas velocidades com um nucleo de uranio o torna instavél e se divide num átomo de criptónio e outro de bário libertando no processo uma data de energia e neutrões que irão colidir com outros átomos de úranio (os átomos resultantes da fissão podem variar como por exemplo rubídio e césio em que existe um libertação de cerca de 155,8 Mev (megaelectron-volt) que equivale a cerca de 2,5^-11 watts/segundo). Dai muitos destes átomos de úranio se tornarem em plutónio uma vez que nem todos os neutrões conseguem exercer energia suficiente para uma fissão (lentos de mais), acabando por ficarem retidos no nucleo de uranio (U 238) tornando-o em plutónio (Pt 239) que passa inicialmente por ser um isotopo atómico de néptunio que ao estabilizar fica plutónio.

Mas já estou a começar a fugir á questão que é... como é que é possivél gerar energia através de uma fusão? Através dos meus conceitos de fisíca esse processo parece requerir uma quantidade extrema de energia que não estou a ver como é que pode ser recompensada, isto porque não nos podemos esqueçer que os nucleos atómicos são electricamente positivos, logo, para os juntar-mos temos de contrariar as forças de repulsão entre eles.

Agora olhando para o exemplo do sol... que funde constantemente hélio e hidrogénio no seu núcleo em que cada uma destas fusões gera dois positrões e dois neutrinos ai já estamos a falar na libertação de particulas que não sei de que modo podem ser aproveitadas para gerar energia, mas que a possuem... possuem. Sei que neste caso concreto os positrões acabam mais tarde ou mais cedo por colidir com um electrão em que as massas de ambos se decompõem em fotões (luz... por outras palavras), dai o sol ser tão brilhante e quente. Mas este exemplo leva-me a crer que o tipo de energia obtida sera semelhante a energia solar o que duvido que seja o objectivo. De qualquer modo não podemos ignorar que as condições existentes no nucleo do sol são extremas tanto em temperatura como pressão dai estas fusões acontecerem naturalmente e mesmo assim só com os dois atomos mais pequenos que existem, o hélio e hidrogeneo que por terem nucleos mais pequenos, esses mesmos não conseguem exercer uma força de repulsão muito elevada de modo a evitarem ser concentrados ao ponto de se fundirem devido á pressão existente no nucleo do sol. Dai duvidar que se consiga desenvolver um metodo eficaz ao ponto de se conseguir gerar mais energia da fusão em si que aquela que é necessária para a conseguir.

I really need some enlightenment on this one!

[Bad_Cop]

A energia eléctrica por fusão nuclear seria gerada da mesma maneira que a energia por fissão nuclear.

Most design studies for fusion power plants involve using the fusion reactions to create heat, which is then used to operate a steam turbine, which drives generators to produce electricity. Except for the use of a thermonuclear heat source, this is similar to most coal-fired power stations and fission-driven nuclear power stations.

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power

Repara que num reactor nuclear actual a energia é gerada através de uma turbina a vapor sendo esse vapor gerado através da energia libertada pela fissão nuclear na forma de calor.

O problema actual é que é necessária muita energia para geral tais condições de pressão e temperatura para que se dê a fusão nuclear. Pelo que sei mesmo momento só se consegue fazer fusão nuclear usando uma fonte de energia termonuclear por fissão. Dá uma vista de olhos ao link da wikipédia que meti em cima (dentro do quote), parece-me bastante completo.

É por isso que se fala em fusão a frio, seria fusão a condições "mais normais" de pressão a temperatura. E os átomos usados na fusão nuclear são isótopos de hidrogénio (que existe na água, por exemplo). Daí ser quase o santo gral da produção de energia eléctrica.

[Serial_killer]

Ora nem mais... Acho que vocês os 2 disseram tudo o que eu teria para dizer e ainda algo mais... A fusão não é comercialmente viável mas acho que só de já existirem protótipos a funcionar já é um grande avanço. E mais, é necessário investir na investigação deste método de produção eléctrica que, como disse muito bem o bad_cop, é o santo gral da produção energética. Agora se calhar vale muito mais guardar os tais 25mil euros para investir na fusão do que andar a instalar mini-reactores :S

CryptorX partilho o mesmo gosto que tu pela física, é uma área fantástica. Mas é tão vasta que a memória não consegue guardar tudo :S Estudar física é perceber como é que tudo funciona e até prever como funcionará

[CryptorX]

CryptorX partilho o mesmo gosto que tu pela física, é uma área fantástica. Mas é tão vasta que a memória não consegue guardar tudo :S Estudar física é perceber como é que tudo funciona e até prever como funcionará

Sim... é vasta de mais para memorizar tudo, mas esse é o problema de muitos, é tentar aprender através da simples memorização e não compreensão. Se nós compreendermos as coisas elas passam a fazer parte do nosso raciocinio e não nos precisamos de lembrar delas. Por exemplo: precisas de te lembrar da tabuada para saber que 5 x 5 são 25? Não porque compreendes o funcionamento da multiplicação. No que toca a compreensão posso-te dar outro exemplo, assim um pequeno e simples para não ser necessário grandes rodeios...

Temos por exemplo o metodo que se utiliza para calcular a area de um triângulo que se calcula através da forma (b x h / 2) (base x altura (sobre dois))... todos nos decora-mos a fórmula mas porque é que é assim?

Simples...


Como se pode ver nesta imagem feita á pressa no paint um triangulo seja ele qual for, é sempre metade de um rectangulo ou um quadrado, ou seja, a base é um lado ou o comprimento que ao multiplicar pela altura que é um lado ou a largura nos dá a area de um quadrado ou rectangulo, depois ao dividir por dois temos a area do triangulo.

Como disse isto é só um exemplo do mais básico que há, mas é um exemplo perfeito uma vez que ao compreendermos isto não nos precisamos de lembrar de fórmulas, simplesmente precisarmos de usar aquilo que para nós se torna parte integral do nosso raciocinio.

Isto é importante porque seja qual for a area que a gente estude, se compreendermos bem as suas leis fundamentais, á medida que nos vamos afastando do básico girando sempre em torno dos seus fundamentos, ao afastar-mo-nos para areas mais complicadas não precisamos de fazer nem um décimo do esforço que muitos tem de fazer por terem que se lembrar das coisas, simplesmente vamos adicionando coisas novas ao nosso conhecimento que no meu caso até me dá prazer. Não tem a ver com o nosso Q.I mas sim a maneira como o utilizamos.

Este metodo de aprendizagem que uso acaba sempre por ser mais lento que a simples memorização das coisas ao principio mas depois fica tudo muito mais fácil.

Desculpem lá o offtopic mas quando falam de aprendizagem não resisto a salientar este ponto de vista.

[CryptorX]

A energia eléctrica por fusão nuclear seria gerada da mesma maneira que a energia por fissão nuclear.

Most design studies for fusion power plants involve using the fusion reactions to create heat, which is then used to operate a steam turbine, which drives generators to produce electricity. Except for the use of a thermonuclear heat source, this is similar to most coal-fired power stations and fission-driven nuclear power stations.

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power

Repara que num reactor nuclear actual a energia é gerada através de uma turbina a vapor sendo esse vapor gerado através da energia libertada pela fissão nuclear na forma de calor.

O problema actual é que é necessária muita energia para geral tais condições de pressão e temperatura para que se dê a fusão nuclear. Pelo que sei mesmo momento só se consegue fazer fusão nuclear usando uma fonte de energia termonuclear por fissão. Dá uma vista de olhos ao link da wikipédia que meti em cima (dentro do quote), parece-me bastante completo.

É por isso que se fala em fusão a frio, seria fusão a condições "mais normais" de pressão a temperatura. E os átomos usados na fusão nuclear são isótopos de hidrogénio (que existe na água, por exemplo). Daí ser quase o santo gral da produção de energia eléctrica.

Humm... então vai-me parecer que passei lá ao lado no meu post ("...dai o sol ser tão brilhante e quente..."), simplesmente não se trata da luz gerada no processo mas sim a temperatura. Agora ao falares em fusão a frio, isso deve de usar unica e exclusivamente pressão o que me leva a crer que seja onde for que essa fusão seja gerada o sitio onde vai ser contida tem obrigatoriamente de ser extremamente forte. Resistência essa que nem o Sol tem que é fácilmente provado através da observação das erupções na sua superficie originadas por bolsas de Hidrogénio e Hélio que sobem desde o seu nucleo até a superficie onde entram em combustão gerando chamas que chegam a atingir várias dezenas de kilometros de altura. agora a verdade é que o sol também é todo ele feito de uma massa viscosa semelhante a magma tanto que o seu tempo de rotação é mais rápido na sua linha equatorial que nos seus polos, pelas mesmas razões que se pegarmos num copo cheio que agua e o rodar-mos a água não vai girar tanto como o copo.

De qualquer modo, um contentor capaz de conter essa pressão certamente requer técnologia para o seu fabrico que duvido muito que possua-mos neste momento.

[Bad_Cop]

A fusão não é comercialmente viável mas acho que só de já existirem protótipos a funcionar já é um grande avanço.

Protótipo a funcionar não será bem o caso.. Tens um reactor de fusão que precisa de ser alimentado por um reactor e fissão nuclear e que produz 160% da energia que consome, para além de ter todos os inconvenientes da energia nuclear por fissão (porque tem um reactor por fissão).

Portanto não será tanto um protótipo funcional, é um simples proof of concept. Em principio haverá centrais nucleares de quarta geração lá para 2030 que prometem ser mais eficientes e mais amigas do ambiente.

E atenção que não falamos de mini-reactores.. Falamos de uma central nuclear que produz aproximadamente 10% da energia que o país consome.

[SammySam]

Mini Reactors Show Promise for Clean Nuclear Power's Future
If new portable reactors get the green light this month, nuclear energy could be rolled out in the furthest reaches of the United States.

Higher fuel prices and increased carbon emissions have been giving nuclear energy a boost. So far this year, the Nuclear Regulatory Commission has received licensing requests for 19 new nuclear power plants. That number could increase exponentially, along with the number of suitable sites for a plant, if the NRC approves a brand-new design for portable modular units developed at Oregon State University.

Interest in minireactors has grown over the past few years, according to Felix Killar at the Nuclear Energy Institute. “They're simple and robust, with safety features to allow a country without nuclear expertise to gradually put in small plants, and get people trained and familiar with them before moving into more complex plants.” But small-scale plants could prove useful in the United States, too, particularly in areas where residents must now rely on diesel generators for electricity. Toshiba is reportedly working on a small-scale design for Galena, Alaska. But NuScale Power, the startup spun from Oregon State, is the first American company to submit plans to the NRC, which regulates all domestic nuclear power plants.

The plant's design is similar to that of a Generation III+ “light water” reactor, but the size is unusual. “The whole thing is 65 ft. long,” explains Jose Reyes, head of the nuclear engineering department at Oregon State and a co-founder of NuScale Power. The reactor unit of NuScale's containment unit is 14 ft., compared to a Westinghouse AP1000, a standard current design, which is about 120 ft. in diameter. It has to be built and serviced on-site, but NuScale's units could be manufactured at the factory, then shipped on a rail car or heavy truck to any location and returned for refueling.

As in modern reactors, the containment shell acts as a heat exchanger, Reyes explains. The water closest to the core is vented into the outer shell as steam, where it condenses and drips into the cooling pool, which is recirculated to cool the core. The whole unit sits below grade, without telltale cooling towers. The reactor doesn't use pumps to circulate the water if the unit overheats, which means it needs no external power to cool down. That's a “passive safety” feature that protects the unit from electrical sabotage.

The new unit can be manufactured cheaply, with standard turbines from General Electric, for example, rather than custom-made parts. Because the steel reactor vessel is only 9 ft. in diameter, it can be made entirely in the U.S., rather than relying on Japan Steel Works, the only manufacturer who can cast today's one-piece, 25-ft.-plus reactor vessels.

Each 45-megawatt electrical unit would generate enough power for about 45,000 homes. By comparison, plants operated today generate 1000 to 1700 megawatts, according to NRC spokesman Scott Burnell. “You can't take an AP1000, a large base-load reactor, and put it down where there's no grid to support it. A smaller design could be useful in a remote setting.”

Large utilities could also use smaller units to their advantage, according to Reyes. Instead of shutting down an entire plant to replace fuel, as happens today, the utility could build a modular plant and then shut down only the unit affected.

NuScale has built and tested a one-third-scale unit that uses electrical heat to simulate a nuclear core. After the design is presented to the NRC on July 24, NuScale will spend the next year and a half testing it. They will then submit a final report to the Nuclear Regulatory Commission, which can spend two or three years reviewing documentation before approval. If all goes according to schedule, Reyes estimates, the minireactors could start to go on line in 2015.

Safe Portable Nuclear – Almost

“The International Atomic Energy Agency indicates that more than 50 new concepts and designs for advanced small or moderate-size reactors are under development in more than 15 IAEA member states. Proponents of such designs believe they have the potential to meet such needs as providing energy for islands that are not served by a national grid or for regions lacking the infrastructures and grid capacity needed for large plants. Small reactors could also power such energy-intensive industrial activities as water desalinization…


http://www.nuc.berkeley.edu/


Não entendo nada disto, só sei lêr. Vá lá.

[Azarael]

Resumindo:
Barato, relativamente facil de instalar. Mas ainda vai ter que passar por bastante burocracia.

[Serial_killer]

Sim... é vasta de mais para memorizar tudo, mas esse é o problema de muitos, é tentar aprender através da simples memorização e não compreensão. Se nós compreendermos as coisas elas passam a fazer parte do nosso raciocinio e não nos precisamos de lembrar delas. Por exemplo: precisas de te lembrar da tabuada para saber que 5 x 5 são 25? Não porque compreendes o funcionamento da multiplicação. No que toca a compreensão posso-te dar outro exemplo, assim um pequeno e simples para não ser necessário grandes rodeios...

Defendes a mesma coisa que eu. E por eu suportar quase tudo em raciocínio e não em memória é que sinto dificuldade em divagar sobre um tema assim do nada, sem partir de algo concreto, ou seja, não consigo papaguear todos os pormenores das reacções nucleares de cabeça... Mas se começar numa ponta e começar a pensar chego à outro. Fizeste um excelente post, acho que devia ser afixado nas escolas porque infelizmente o ensino ainda valoriza quem decora (se bem que já há uma grande preferência pelo uso do raciocínio)