Energia nuclear é a energia útil que é extraída dos núcleos dos átomos através de reações nucleares controladas – para tal, normalmente é utilizada a fissão nuclear. No futuro, a fusão nuclear e o decaimento radioativos talvez sejam processos viáveis. Todos os reatores nucleares utilizam a energia da fissão nuclear para aquecer a água e gerar vapor de altíssima pressão que é então usado para girar as turbinas de geração de eletricidade. Hoje existem 440 reatores comerciais em operação em 31 países, com capacidade total superior a 390.000 MWe enquanto outros 60 reatores estão em construção. Estes reatores fornecem cerca de 11% da energia elétrica no mundo.
Hoje 55 países operam um total de 250 reatores para fins de pesquisa enquanto que 180 reatores abastecem cerca de 140 navios e submarinos.
Em 2005, a energia nuclear fornecia cerca de 15% da eletricidade e 2,1 % da energia total no mundo.
Reduções de Produção de Energia Nuclear
Em 2007, a fração da eletricidade gerada por energia nuclear caiu para 14%, sendo a principal razão o terremoto que afetou todos os sete reatores da usina Kashiwazaki-Kariwa no Japão em 16 de julho do mesmo ano. Também ocorreram outras usinas que interromperam suas produções na Coréia e na Alemanha.
Em 2012, o mercado da energia nuclear era de 10,8% da energia elétrica total produzida, em parte devido ao receio sobre a segurança de utilização da energia nuclear.
Como funciona a geração de energia
Usinas nucleares realizam a fissão de átomos de urânio, gerando uma gigantesca quantidade de calor que é utilizada para vaporizar a água injetada no sistema. Este vapor é então utilizado para girar as turbinas da usina para produzir eletricidade.
A fissão nuclear consiste em separar o núcleo dos átomos de Urânio e com isso gerando uma gigantesca quantidade de energia. Esta energia é utilizada para aquecer a água até a vase de vapor a fim de girar as turbinas de geração de energia elétrica. Não há combustão neste processo, mas sim a constante quebra de núcleos atômicos e contínua geração de calor.
Há dois tipos de reatores nucleares:
Reator Nuclear de Água Pressurizada
O reator de água pressurizada mantém a água aquecida e sob pressão, evitando sua ebulição, e em seguida lança o fluido para que circule através de uma tubulação especial de aço inoxidável no interior dos geradores. O calor gerado na fissão do urário evapora a água na tubulação e este vapor gira as turbinas do gerador.
Reator de Água Em Ebulição
O reator de água em ebulição, o calor da fissão do urânio causa a ebulição imediata da água, liberando o vapor d’água para alimentar as turbinas de geração. Em ambos os tipos de reatores, o vapor d’água utilizado é condensado novamente ao estado líquido para ser reaproveitado.
A primeira vez que um reator nuclear gerou energia elétrica foi em 20 de dezembro de 1951 na estação experimental EBR-I, próximo à cidade de Arco, no estado de Idaho, Estados Unidos, onde inicialmente foram produzidos 100 kW. Este reator também foi o primeiro a sofrer derretimento parcial de seu núcleo, em 1955.
Os Estados Unidos são o maior produtor de energia nuclear, produzindo 19% da energia elétrica consumida no país. Em 2009, 78% da energia elétrica da França foi gerada em reatores nucleares, sendo capaz de exporter parte disso para Inglaterra, Espanha e Portugal. Na União Europeia, 30% da eletricidade total consumida provém de reatores nucleares.
A demanda por tubos de aços inoxidáveis
Muitas usinas nucleares são situadas no litoral e usam água do mar para os sistemas de resfriamento e para tal são necessários tubos especiais resistentes à corrosão causada pela água marinha. Tubos de aços inoxidáveis podem ser fabricados para atender às normas necessárias e tornan-se adequados a operar nos ciclos longos e rigorosos de sistemas de reatores nucleares.
Hoje em dia, a energia nuclear só é viável em virtude das soberbas qualidades dos materiais disponíveis e nenhum deles é mais importante do que os tubos de aço inoxidável que conduzem vapor à alta pressão e alta temperatura, possibilitando que as turbinas produzam eletricidade.