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COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS E ALTERNATIVAS AOS COMBUSTIVEIS ESCOLA SECUNDARIA DE ARGANIL Andreia Silva Nº28 12ªA Fernando Gaspar Nº10.

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2 COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS E ALTERNATIVAS AOS COMBUSTIVEIS ESCOLA SECUNDARIA DE ARGANIL Andreia Silva Nº28 12ªA Fernando Gaspar Nº10

3 A exploração de combustíveis fósseis, como o óleo e o carvão, é importante porque eles funcionam como fontes de energia. No entanto, a exploração contínua provoca o esgotamento desses recursos e poluição do meio ambiente, sendo necessárias, dessa forma, fontes alternativas de combustíveis. Michael Clennell, da Universidade Federal da Bahia,

4 Índice COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS Quais são? Quais são? Qual a sua origem?.hidrogénio Qual a sua origem?.hidrogénio.biomassa.biomassa.biomassa sólida.biomassa sólida.biomassa liquida.biomassa liquida.biomassa gasosa.biomassa gasosa ALTERNATIVAS AOS COMBUSTIVEIS ALTERNATIVAS AOS COMBUSTIVEIS Fontes de energia alternativas Fontes de energia alternativas ENERGIA NUCLEAR ENERGIA NUCLEAR O que é a energia nuclear? O que é a energia nuclear? Energia de Fissão Energia de Fissão Energia de Fussão Energia de Fussão Radioactividade Radioactividade Aplicações da energia nuclear Aplicações da energia nuclear Vantagens e desvantagens da energia nuclear Vantagens e desvantagens da energia nuclear Bibliografia Bibliografia

5 COMBUSTIVEIS COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS ALTERNATIVOS

6 COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS Quais são? Conhecem-se como combustíveis alternativos: Conhecem-se como combustíveis alternativos: Biodisel Biodisel Bioetano Bioetano Biometano Biometano Hidrogénio Hidrogénio Entre muitos outros … Entre muitos outros …

7 COMBUSTIVEIS ALTERNATIVOS Qual a sua origem? HIDROGÉNIO HIDROGÉNIO O hidrogénio é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e o que contém o maior valor energético O hidrogénio é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e o que contém o maior valor energético Este elemento químico além de abundante, permite através de pilhas de combustível produzir electricidade e retornar vapor de água, eliminado a emissão de gases de efeito de estufa na produção de electricidade. A nível dos transportes permite através de motores diferentes suplantar os motores de combustão em eficiência e consumo Este elemento químico além de abundante, permite através de pilhas de combustível produzir electricidade e retornar vapor de água, eliminado a emissão de gases de efeito de estufa na produção de electricidade. A nível dos transportes permite através de motores diferentes suplantar os motores de combustão em eficiência e consumo O maior problema é o facto de nunca se encontrar isoladamente na natureza, pois encontra-se sempre combinado com outros elementos: oxigénio, carbono, etc. Exemplo disso é a água, o metanol, a gasolina, o gás natural, basicamente todos os compostos que envolvam Hidrogénio na sua constituição. É devido a este facto que a utilização do hidrogénio se torna um pouco mais complicada. O maior problema é o facto de nunca se encontrar isoladamente na natureza, pois encontra-se sempre combinado com outros elementos: oxigénio, carbono, etc. Exemplo disso é a água, o metanol, a gasolina, o gás natural, basicamente todos os compostos que envolvam Hidrogénio na sua constituição. É devido a este facto que a utilização do hidrogénio se torna um pouco mais complicada. O hidrogénio só se transforma em liquido a temperaturas da ordem dos -250ºC, o que obviamente levanta um complicado problema de abastecimento. O hidrogénio só se transforma em liquido a temperaturas da ordem dos -250ºC, o que obviamente levanta um complicado problema de abastecimento. O constituinte mais abundante no universo pode vir-se a tornar no combustível do futuro. Para se utilizar o hidrogénio empregam-se as células ou pilhas de combustível (Fuel Cells); mais eficientes que as tecnologias convencionais, operam sem ruído e têm uma construção modular, sendo por isso fáceis de projectar e instalar. O constituinte mais abundante no universo pode vir-se a tornar no combustível do futuro. Para se utilizar o hidrogénio empregam-se as células ou pilhas de combustível (Fuel Cells); mais eficientes que as tecnologias convencionais, operam sem ruído e têm uma construção modular, sendo por isso fáceis de projectar e instalar. As pilhas de combustível são sistemas electroquímicos que convertem a energia de uma reacção química directamente em energia eléctrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias, mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam fornecidos. Cada pilha consiste num electrólito entre dois eléctrodos (o ânodo e o cátodo) As pilhas de combustível são sistemas electroquímicos que convertem a energia de uma reacção química directamente em energia eléctrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias, mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam fornecidos. Cada pilha consiste num electrólito entre dois eléctrodos (o ânodo e o cátodo)

8 Ao contrário do que se possa pensar os veículos movidos a hidrogénio não são nenhumas aberrações, antes pelo contrário têm o aspecto de veículos comerciais actuais, pois foram desenvolvidos sobre eles mesmo. Para abastecer os autocarros, é necessário uma estação de alta pressão, operando a 450 bar, capaz de reabastecer o autocarro em cerca de 10 minutos. O hidrogénio é produzido na própria estação ou transportado para esta na forma líquida. A produção do hidrogénio tal como referido anteriormente é uma questão vital para que o impacte ambiental seja minimizado.

9 BIOMASSA BIOMASSA Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam-na em energia química. Esta energia pode ser convertida em várias formas de energia: electricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias usando este processo são chamadas de biomassa. Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam-na em energia química. Esta energia pode ser convertida em várias formas de energia: electricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias usando este processo são chamadas de biomassa. Incluí-se também nesta classificação os efluentes agro- pecuários, agro-industriais e urbanos. Os recursos renováveis representam actualmente cerca de 20% do fornecimento total de energia no mundo, com cerca de 14% proveniente de biomassa. Incluí-se também nesta classificação os efluentes agro- pecuários, agro-industriais e urbanos. Os recursos renováveis representam actualmente cerca de 20% do fornecimento total de energia no mundo, com cerca de 14% proveniente de biomassa. Podemos considerar várias fontes energéticas de origem natural: - biomassa sólida; - biocombustíveis gasosos; - biocombustíveis líquidos. Podemos considerar várias fontes energéticas de origem natural: - biomassa sólida; - biocombustíveis gasosos; - biocombustíveis líquidos.biomassa sólidabiocombustíveis gasososbiocombustíveis líquidosbiomassa sólidabiocombustíveis gasososbiocombustíveis líquidos

10 BIOMASSA SÓLIDA Tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos da floresta e das indústrias conexas e a fracção biodegradável dos resíduos industriais e urbanos Tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos da floresta e das indústrias conexas e a fracção biodegradável dos resíduos industriais e urbanos o processo de conversão ou aproveitamento de energia, passa primeiro pela recolha dos vários resíduos de que é composta, seguido do transporte para os locais de consumo, onde se faz o aproveitamento energético por combustão directa. o processo de conversão ou aproveitamento de energia, passa primeiro pela recolha dos vários resíduos de que é composta, seguido do transporte para os locais de consumo, onde se faz o aproveitamento energético por combustão directa. Vantagens: - Baixo custo de aquisição; - Não emite dióxido de enxofre; - As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de combustíveis fósseis; - Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos); - Menor risco ambiental; - Recurso renovável; Desvantagens: - Menor poder calorífico; - Maior possibilidade de emissões de partículas para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos de redução de emissões de partículas (filtros, etc.) - Dificuldades no stock e armazenamento. Vantagens: - Baixo custo de aquisição; - Não emite dióxido de enxofre; - As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de combustíveis fósseis; - Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos); - Menor risco ambiental; - Recurso renovável; Desvantagens: - Menor poder calorífico; - Maior possibilidade de emissões de partículas para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos de redução de emissões de partículas (filtros, etc.) - Dificuldades no stock e armazenamento.

11 BIOMASSA LIQUIDA Existe uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem em "culturas energéticas": - biodiesel (éter metílico): obtido principalmente a partir de óleos de colza ou girassol, por um processo químico chamado transesterificação. - etanol: é o mais comum dos álcoois e caracteriza-se por ser um composto orgânico, incolor, volátil, inflamável, solúvel em água, com cheiro e sabor característicos. Produzido a partir da fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose), com origem em culturas coma a cana de açúcar ou por processos sintéticos. - metanol: os processos de produção mais comuns são de síntese a partir do gás natural, ou ainda a partir da madeira através de um processo de gaseificação. Existe uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem em "culturas energéticas": - biodiesel (éter metílico): obtido principalmente a partir de óleos de colza ou girassol, por um processo químico chamado transesterificação. - etanol: é o mais comum dos álcoois e caracteriza-se por ser um composto orgânico, incolor, volátil, inflamável, solúvel em água, com cheiro e sabor característicos. Produzido a partir da fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose), com origem em culturas coma a cana de açúcar ou por processos sintéticos. - metanol: os processos de produção mais comuns são de síntese a partir do gás natural, ou ainda a partir da madeira através de um processo de gaseificação. Os biocombustíveis (biodiesel, etanol, metanol) podem ser utilizados na substituição total ou parcial como combustíveis para veículos motorizados. No caso do biodiesel a sua utilização, com uma percentagem até 30%, é possível em motores de Diesel convencionais, sem alterações ao motor. Podendo ser utilizados com concentrações até 100% em motores especialmente preparados para o efeito. O etanol ocupa um lugar de destaque no Brasil, com cerca de 43% dos veículos movidos a etanol. No entanto existem algumas desvantagens ainda não ultrapassadas na produção deste tipo de biocombustível: - a queima da palha do canavial, que visa o aumento da produtividade, redução de custos de transporte tem consequências para o ambiente, ao libertar gás CO2, ozono, gases de nitrogénio e de enxofre (responsáveis pelas chuvas ácidas); - a produção de efluentes do processo industrial da cana-de-açúcar, os quais devem ser tratados e se possível reaproveitados na forma de fertilizantes. Os biocombustíveis (biodiesel, etanol, metanol) podem ser utilizados na substituição total ou parcial como combustíveis para veículos motorizados. No caso do biodiesel a sua utilização, com uma percentagem até 30%, é possível em motores de Diesel convencionais, sem alterações ao motor. Podendo ser utilizados com concentrações até 100% em motores especialmente preparados para o efeito. O etanol ocupa um lugar de destaque no Brasil, com cerca de 43% dos veículos movidos a etanol. No entanto existem algumas desvantagens ainda não ultrapassadas na produção deste tipo de biocombustível: - a queima da palha do canavial, que visa o aumento da produtividade, redução de custos de transporte tem consequências para o ambiente, ao libertar gás CO2, ozono, gases de nitrogénio e de enxofre (responsáveis pelas chuvas ácidas); - a produção de efluentes do processo industrial da cana-de-açúcar, os quais devem ser tratados e se possível reaproveitados na forma de fertilizantes.

12 BIOMASSA LIQUIDA Tecnologias utilizadas para a sua obtenção biodiesel transesterificação: é um processo químico que consiste na separação da glicerina dos óleos vegetais para a obtenção do biodiesel (éster metílico). O processo inicia-se juntando o óleo vegetal (éster de glicerina) com álcool metílico (ou metanol) e ainda um catalisador (Sódio ou Hidróxido de Potássio) para acelerar o processo. Após a reacção obtém-se a glicerina (sub-produto muito utilizado na industria farmacêutica, cosmética e alimentar) e o éster metílico ou Biodiesel biodiesel transesterificação: é um processo químico que consiste na separação da glicerina dos óleos vegetais para a obtenção do biodiesel (éster metílico). O processo inicia-se juntando o óleo vegetal (éster de glicerina) com álcool metílico (ou metanol) e ainda um catalisador (Sódio ou Hidróxido de Potássio) para acelerar o processo. Após a reacção obtém-se a glicerina (sub-produto muito utilizado na industria farmacêutica, cosmética e alimentar) e o éster metílico ou Biodiesel etanol fermentação: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos, em grande parte dos casos, da levedura Saccharonyos cereviscae. No caso da fermentação alcoólica o substrato orgânico é a sacarose e os produtos são fundamentalmente o etanol e o gás carbónico. etanol fermentação: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos, em grande parte dos casos, da levedura Saccharonyos cereviscae. No caso da fermentação alcoólica o substrato orgânico é a sacarose e os produtos são fundamentalmente o etanol e o gás carbónico. metanol gaseificação: Aquecimento da biomassa em presença de oxidante (ar ou O2) em quantidades menores do que a estequiométrica, obtendo-se um gás combustível composto de CO, H2,CH4 e outros. Deste gás, utilizando-se catalisadores, pode-se obter o metanol. Nos biocombustíveis líquidos as tecnologias para conversão em energia final são essencialmente as convencionais da industria automóveis: motores de ciclo de Otto ou diesel onde é queimado directamente o biocombustível. metanol gaseificação: Aquecimento da biomassa em presença de oxidante (ar ou O2) em quantidades menores do que a estequiométrica, obtendo-se um gás combustível composto de CO, H2,CH4 e outros. Deste gás, utilizando-se catalisadores, pode-se obter o metanol. Nos biocombustíveis líquidos as tecnologias para conversão em energia final são essencialmente as convencionais da industria automóveis: motores de ciclo de Otto ou diesel onde é queimado directamente o biocombustível. Esta fraca produção e utilização deve-se a uma série de constrangimentos de caris não tecnológico: - Escassez de terra disponível para a produção das culturas fonte, criando uma falta de matéria-prima, apesar de por vezes as culturas estarem condenadas a ficar na terra ou a irem para o lixo por falta de qualidade, quando o potencial energético poderia significar um lucro considerável. - A baixa produtividade agrícola Portuguesa. - Custo elevado da matéria-prima e do processamento industrial devido a baixa produtividade. - Custo elevado na recolha e transporte da matéria-prima nos casos do aproveitamento dos resíduos florestais para a produção de etanol. - Instabilidade dos preços. - Acordos internacionais e europeus que limitam a produção e utilização dos subprodutos da cadeia de produção dos biocombustíveis. Esta fraca produção e utilização deve-se a uma série de constrangimentos de caris não tecnológico: - Escassez de terra disponível para a produção das culturas fonte, criando uma falta de matéria-prima, apesar de por vezes as culturas estarem condenadas a ficar na terra ou a irem para o lixo por falta de qualidade, quando o potencial energético poderia significar um lucro considerável. - A baixa produtividade agrícola Portuguesa. - Custo elevado da matéria-prima e do processamento industrial devido a baixa produtividade. - Custo elevado na recolha e transporte da matéria-prima nos casos do aproveitamento dos resíduos florestais para a produção de etanol. - Instabilidade dos preços. - Acordos internacionais e europeus que limitam a produção e utilização dos subprodutos da cadeia de produção dos biocombustíveis.

13 BIOMASSA GASOSA A sua obtenção faz-se a partir da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica contida nos resíduos como efluentes agro-pecuários, da agro-indústria e urbanos, obtendo-se uma mistura gasosa de metano e dióxido de carbono (biogás), aproveitando o seu potencial energético através da queima para obtenção de energia térmica ou eléctrica. A sua obtenção faz-se a partir da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica contida nos resíduos como efluentes agro-pecuários, da agro-indústria e urbanos, obtendo-se uma mistura gasosa de metano e dióxido de carbono (biogás), aproveitando o seu potencial energético através da queima para obtenção de energia térmica ou eléctrica. Para o aproveitamento do biogás, dependendo da sua fonte (suiniculturas, RSU, lamas) são aplicadas diversas tecnologias de aproveitamento deste potencial energético, finalizando quase todos na queima do biogás para obtenção de calor ou para transformação em energia eléctrica. Para o aproveitamento do biogás, dependendo da sua fonte (suiniculturas, RSU, lamas) são aplicadas diversas tecnologias de aproveitamento deste potencial energético, finalizando quase todos na queima do biogás para obtenção de calor ou para transformação em energia eléctrica. Actualmente existe em Portugal cerca de uma centena de sistemas de produção de biogás, na sua maior parte proveniente do tratamento de efluentes agro-pecuários (cerca de 85%) e destas cerca de 85% são suiniculturas. Actualmente existe em Portugal cerca de uma centena de sistemas de produção de biogás, na sua maior parte proveniente do tratamento de efluentes agro-pecuários (cerca de 85%) e destas cerca de 85% são suiniculturas. Este aproveitamento que, para além de resolver os problemas de poluição dos efluentes, pode tornar uma exploração agro-pecuária auto-suficiente em termos energéticos. Os efluentes sólidos resultantes podem ser ainda aproveitados como adubo.O biogás representa actualmente cerca de 3% do consumo energético nacional. Este aproveitamento que, para além de resolver os problemas de poluição dos efluentes, pode tornar uma exploração agro-pecuária auto-suficiente em termos energéticos. Os efluentes sólidos resultantes podem ser ainda aproveitados como adubo.O biogás representa actualmente cerca de 3% do consumo energético nacional. Existem porém alguns constrangimentos que passam essencialmente por: - Uma fraca aceitação do processo de digestão anaeróbia, com excepção do tratamento das lamas das ETAR's. - Pouca relevância dada à valia energética dos projectos ambientais, avaliados essencialmente pela capacidade de tratamento. - Baixa retribuição da energia eléctrica produzida a partir da digestão anaeróbia, prejudicando assim a amortização dos investimentos. Alterações recentes ao tarifários poderão levar a uma maior implementação de projectos de aproveitamento de biogás Existem porém alguns constrangimentos que passam essencialmente por: - Uma fraca aceitação do processo de digestão anaeróbia, com excepção do tratamento das lamas das ETAR's. - Pouca relevância dada à valia energética dos projectos ambientais, avaliados essencialmente pela capacidade de tratamento. - Baixa retribuição da energia eléctrica produzida a partir da digestão anaeróbia, prejudicando assim a amortização dos investimentos. Alterações recentes ao tarifários poderão levar a uma maior implementação de projectos de aproveitamento de biogás

14 ALTERNATIVAS ALTERNATIVAS AOS AOS COMBUSTIVEIS COMBUSTIVEIS

15 Fontes de energia alternativas Fonte Vantagens Desvantagens Nuclear O combustível é barato. É a fonte mais concentrada de geração de energia. O resíduo é o mais compacto de toda as fontes. Base científica extensiva para todo o ciclo. Fácil de transportar como novo combustível. Nenhum efeito estufa ou chuva ácida. É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduo radioativo e de estocagem. Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos países. Proliferação nuclear potencial. Produção de plutônio. Hidrelétrica Muito barato após a represa ser construída. Investimentos promovidos por governos na maioria das vezes. Fonte muito limitada pois depende da elevação da água. O colapso da represa conduz geralmente à perda de vidas. As represas afetam a desova e a migração dos peixes. Danos ambientais para as áreas inundadas (acima da represa) e rio abaixo. Marés Uma vez construída a barragem a força das marés é gratuita. Não produz gases do efeito estufa ou outros poluentes. Manutenção barata. Marés são previsíveis e energia elétrica é confiável. Construção cara. Afeta uma extensa área a montante e jusante, interferindo no ciclo de alimentação de pássaros marinhos. Energia é gerada por aproximadamente 10 horas, quando há movimento de marés. Não há muitos locais apropriados para uma estação desta natureza.

16 Fonte Vantagens Desvantagens Gás/Óleo Bom sistema de distribuição para os níveis de uso atuais. Fácil de obter. Melhor fonte de energia para o aquecimento de espaços. Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno nos países frios. Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global. Caro para geração de energia. A grande oscilação dos preços conforme a oferta e a demanda. Reservas concentradas geograficamente em área de turbulência política. Vento O vento é grátis, se disponível. Boa fonte para suprir a demanda de bombeamento periódico de água nas fazendas, como já visto em vários países no início do século. Necessita de 3 vezes a quantidade de geração instalada para atingir à demanda. Limitado a poucas áreas. O equipamento é caro de se manter. Necessita de armazenamento de energia de alto custo (baterias). Altamente dependente do clima - o vento pode danificá-lo durante fortes ventanias ou não girar durante dias, conforme a estação do ano. Pode afetar pássaros e colocá-los em perigo. Sol A luz solar é grátis, quando disponível. Limitado às áreas ensolaradas do mundo (muita demanda quando está pouco disponível, por exemplo no aquecimento solar). Requer materiais especiais para espelhos/painéis que pode afetar o meio ambiente. A tecnologia atual requer quantidades grandes de terra para quantidades pequenas de geração da energia. Biomassa A indústria está em sua infância. Poderia criar empregos pois plantas menores poderiam ser usadas. Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor. Fusão O hidrogênio e o trítio poderiam ser usados como fonte de combustível. Geração mais elevada de energia por unidade de massa do que na fissão. Níveis mais baixos de radiação associados ao processo do que em reatores baseados em fissão. O ponto rentabilidade ainda não foi alcançado após aproximadamente 40 anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viáveis são esperadas para daqui a 35 anos.

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18 O que é a energia nuclear? É a energia proveniente da divisão do átomo tendo por matéria-prima minerais altamente radioactivos, como o urânio. É a energia proveniente da divisão do átomo tendo por matéria-prima minerais altamente radioactivos, como o urânio. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de, através de reacções nucleares, emitirem energia durante o processo. Baseia-se no princípio (demonstrado por Albert Einstein) que nas reacções nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reacção nuclear é a modificação da composição do núcleo atómico de um elemento podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros deve-se provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de neutrões ou outras. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de, através de reacções nucleares, emitirem energia durante o processo. Baseia-se no princípio (demonstrado por Albert Einstein) que nas reacções nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reacção nuclear é a modificação da composição do núcleo atómico de um elemento podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros deve-se provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de neutrões ou outras.isótoposelementosreacções nucleares energiaAlbert Einsteinnúcleo atómicoisótoposelementosreacções nucleares energiaAlbert Einsteinnúcleo atómico Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atómico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atómicos se unem para produzir um novo núcleo. Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atómico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atómicos se unem para produzir um novo núcleo.calorfissão nuclearfusão nuclearcalorfissão nuclearfusão nuclear

19 Energia de Fissão Energia de Fissão A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Norte, Paquistão e Índia, entre outros. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Norte, Paquistão e Índia, entre outros.urâniocentrais nuclearesFrançaJapãoEstados UnidosAlemanhaSuéciaEspanhaChinaRússia Coreia do NortePaquistãoÍndiaurâniocentrais nuclearesFrançaJapãoEstados UnidosAlemanhaSuéciaEspanhaChinaRússia Coreia do NortePaquistãoÍndia A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, não lançando na atmosfera gases tóxicos, e não sendo responsável pelo aumento do efeito estufa. A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, não lançando na atmosfera gases tóxicos, e não sendo responsável pelo aumento do efeito estufa. combustíveis fósseisgasestóxicosefeito estufa combustíveis fósseisgasestóxicosefeito estufa Os fatos históricos demonstram que as centrais nucleares foram projectadas para uso duplo: civil e militar. A primazia na produção de plutónio nestas centrais propiciou o surgimento de grandes quantidades de resíduos radioactivos de longa vida que devem ser enterrados convenientemente, sob fortes medidas de segurança, para evitar a contaminação radioactiva do meio ambiente. Actualmente os movimentos ecológicos têm pressionado as entidades governamentais para a erradicação das usinas termonucleares, por entenderem que são uma fonte perigosa de contaminação do meio ambiente. Os fatos históricos demonstram que as centrais nucleares foram projectadas para uso duplo: civil e militar. A primazia na produção de plutónio nestas centrais propiciou o surgimento de grandes quantidades de resíduos radioactivos de longa vida que devem ser enterrados convenientemente, sob fortes medidas de segurança, para evitar a contaminação radioactiva do meio ambiente. Actualmente os movimentos ecológicos têm pressionado as entidades governamentais para a erradicação das usinas termonucleares, por entenderem que são uma fonte perigosa de contaminação do meio ambiente. As novas gerações de centrais nucleares utilizam o tório como fonte de combustível adicional para a produção de energia ou decompõem os resíduos nucleares em um novo ciclo denominado fissão assistida. Os defensores da utilização da energia nuclear como fonte energética consideram que estes processos são, actualmente, as únicas alternativas viáveis para suprir a crescente demanda mundial por energia ante a futura escassez dos combustíveis fósseis. Consideram a utilização da energia nuclear como a mais limpa das existentes actualmente. As novas gerações de centrais nucleares utilizam o tório como fonte de combustível adicional para a produção de energia ou decompõem os resíduos nucleares em um novo ciclo denominado fissão assistida. Os defensores da utilização da energia nuclear como fonte energética consideram que estes processos são, actualmente, as únicas alternativas viáveis para suprir a crescente demanda mundial por energia ante a futura escassez dos combustíveis fósseis. Consideram a utilização da energia nuclear como a mais limpa das existentes actualmente.tório

20 Energia de Fusão Energia de Fusão O emprego pacífico ou civil da energia de fusão está em fase experimental, existindo incertezas quanto a sua viabilidade técnica e económica. O emprego pacífico ou civil da energia de fusão está em fase experimental, existindo incertezas quanto a sua viabilidade técnica e económica.energia de fusãoenergia de fusão O processo se baseia em aquecer suficientemente núcleos de deutério até obter-se o estado plasmático. Neste estado, os átomos de hidrogénio se desagregam permitindo que ao se chocarem ocorra entre eles uma fusão produzindo átomos de hélio. A diferença energética entre dois núcleos de deutério e um de hélio será emitida na forma de energia que manterá o estado plasmático com sobra de grande quantidade de energia útil. O processo se baseia em aquecer suficientemente núcleos de deutério até obter-se o estado plasmático. Neste estado, os átomos de hidrogénio se desagregam permitindo que ao se chocarem ocorra entre eles uma fusão produzindo átomos de hélio. A diferença energética entre dois núcleos de deutério e um de hélio será emitida na forma de energia que manterá o estado plasmático com sobra de grande quantidade de energia útil.deutérioestado plasmáticohéliodeutérioestado plasmáticohélio A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar a elevada temperatura. Um meio é a utilização do confinamento magnético. A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar a elevada temperatura. Um meio é a utilização do confinamento magnético. confinamento magnético confinamento magnético Os cientistas do projecto Iter, do qual participam o Japão e a União Europeia, pretendem construir uma central experimental de fusão para comprovar a viabilidade económica do processo como meio de obtenção de energia Os cientistas do projecto Iter, do qual participam o Japão e a União Europeia, pretendem construir uma central experimental de fusão para comprovar a viabilidade económica do processo como meio de obtenção de energiaIterJapãoUnião EuropeiaIterJapãoUnião Europeia

21 Radioactividade A radioactividade é um fenómeno natural ou artificial, pelo qual algumas substâncias ou elementos químicos chamados radioactivos, são capazes de emitir radiações, as quais têm a propriedade de impressionar placas fotográficas, ionizar gases, produzir fluorescência, atravessar corpos opacos à luz ordinária, etc. As radiações emitidas pelas substâncias radioactivas são principalmente partículas alfa, partículas beta e raios gama. A radioactividade é uma forma de energia nuclear, usada em medicina (radioterapia), e consiste no fato de alguns átomos como os do urânio, rádio e tório serem instáveis, perdendo constantemente partículas alfa, beta e gama (raios X). O urânio, por exemplo, tem 92 prótões, porém através dos séculos vai perdendo-os na forma de radiações, até terminar em chumbo, com 82 protões estáveis. A radioactividade é um fenómeno natural ou artificial, pelo qual algumas substâncias ou elementos químicos chamados radioactivos, são capazes de emitir radiações, as quais têm a propriedade de impressionar placas fotográficas, ionizar gases, produzir fluorescência, atravessar corpos opacos à luz ordinária, etc. As radiações emitidas pelas substâncias radioactivas são principalmente partículas alfa, partículas beta e raios gama. A radioactividade é uma forma de energia nuclear, usada em medicina (radioterapia), e consiste no fato de alguns átomos como os do urânio, rádio e tório serem instáveis, perdendo constantemente partículas alfa, beta e gama (raios X). O urânio, por exemplo, tem 92 prótões, porém através dos séculos vai perdendo-os na forma de radiações, até terminar em chumbo, com 82 protões estáveis.fenómeno naturalelementos químicosradiaçõesgases fluorescêncialuz partículas alfapartículas betaraios gamaenergia nuclearmedicinaradioterapiaátomosurâniorádiotórioprótõeschumbofenómeno naturalelementos químicosradiaçõesgases fluorescêncialuz partículas alfapartículas betaraios gamaenergia nuclearmedicinaradioterapiaátomosurâniorádiotórioprótõeschumbo A radioactividade pode ser: A radioactividade pode ser: Radioactividade natural: É a que se manifesta nos elementos radioactivos e nos isótopos que se encontram na natureza. Radioactividade natural: É a que se manifesta nos elementos radioactivos e nos isótopos que se encontram na natureza.isótopos Radioatividade artificial ou induzida: É aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais. Radioatividade artificial ou induzida: É aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais.transformações nuclearestransformações nucleares

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23 Aplicações da energia nuclear Datação do Carbono - 14 Datação do Carbono - 14 Datação do Carbono - 14 Datação do Carbono - 14 Raios - X Raios - X Raios - X Raios - X Irradiação de alimentos Irradiação de alimentos Irradiação de alimentos Irradiação de alimentos Meio ambiente Meio ambiente Meio ambiente Meio ambiente Radioisótopos na medicina Radioisótopos na medicina Radioisótopos na medicina Radioisótopos na medicina Medicina Nuclear Medicina Nuclear Medicina Nuclear Medicina Nuclear Radioterapia Radioterapia Radioterapia Braquiterapia Braquiterapia Braquiterapia Gamagrafia e Medidores de Níveis Gamagrafia e Medidores de Níveis Gamagrafia e Medidores de Níveis Gamagrafia e Medidores de Níveis Esterilização Esterilização Esterilização Traçadores Radioactivos Traçadores Radioactivos

24 Vantagens e desvantagens da energia nuclear Vantagens Vantagens O combustível é barato O combustível é barato É a fonte a mais concentrada de geração de energia É a fonte a mais concentrada de geração de energia O resíduo é mais o compacto de toda as fontes O resíduo é mais o compacto de toda as fontes Base científica extensiva para todo o ciclo Base científica extensiva para todo o ciclo Fácil de transportar como novo combustível Fácil de transportar como novo combustível Nenhum efeito estufa ou chuva ácida Nenhum efeito estufa ou chuva ácida Desvantagens Desvantagens É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduo radioactivo e de armazenamento É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduo radioactivo e de armazenamento Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos países Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos países Proliferação nuclear potencial Proliferação nuclear potencial

25 Bibliografia C3%B3ssil C3%B3ssil C3%B3ssil C3%B3ssil m m

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