E5 Densidade Energética do Combustível Nuclear

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A quantidade de energia que pode ser extraída de uma determinada massa de combustível nuclear é extraordinariamente maior do que a de qualquer combustível convencional de mesma massa: a fissão completa de uma pequena quantidade de urânio-235 libera energia milhões de vezes maior do que a liberada pela mesma massa de carvão queimada por combustão química.

Essa diferença de várias ordens de magnitude não é uma peculiaridade acidental, mas um reflexo direto da origem da energia em cada caso: a combustão química libera energia armazenada nas ligações eletrônicas externas dos átomos, enquanto essa mesma fissão nuclear, já descrita no primeiro modelo deste catálogo, libera energia armazenada na força que mantém o núcleo unido, uma interação muito mais intensa do que qualquer ligação química.

Essa densidade energética extrema significa que a quantidade física de combustível que precisa ser manuseada, transportada e armazenada é ordens de magnitude menor do que a necessária para uma usina termelétrica convencional de capacidade equivalente, e que o volume de resíduos por unidade de energia produzida é correspondentemente pequeno em massa. Contudo, ao contrário das cinzas de uma central termoelétrica a carvão, esses resíduos permanecem radioativos por longos períodos, o que implica considerações de manuseio completamente diferentes das exigidas para combustíveis convencionais.

Portanto, este módulo, que começa comparando a energia da mesma massa de dois combustíveis, conclui mostrando que essa mesma diferença na origem física da energia — ligações eletrônicas versus força nuclear — explica tanto a vantagem prática de manusear muito menos combustível quanto a desvantagem prática de ter que gerenciar resíduos que permanecem radioativos muito tempo depois de terem sido utilizados.

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