Curso de Energia Nuclear

Aula 1 • Fundamentos da Fusão

Examina as reações de fusão deutério-trítio e outras, o critério de Lawson e os conceitos de confinamento de plasma. Posiciona a fusão como um caminho complementar de energia de longo prazo.

Aula 2 • Reações Nucleares e Seções de Choque

Introduz a notação de reações, valores Q e seções de choque de nêutrons. Esses conceitos fundamentam a análise do comportamento de nêutrons nos núcleos de reatores.

Aula 3 • Física da Fissão

Detalha o processo de fissão, materiais fisseis versus férteis e nêutrons prontos versus atrasados. Estabelece a estrutura de multiplicação de nêutrons central para o projeto de reatores.

Aula 4 • Modos de Decaimento Radioativo

Examina os mecanismos de decaimento alfa, beta e gama e suas características de emissão. Conecta os modos de decaimento à proteção radiológica e à seleção de isótopos em reatores.

Aula 1 • Interações de Fótons com a Matéria

Abrange o efeito fotoelétrico, o espalhamento Compton e a produção de pares como mecanismos de atenuação gama. Conecta os coeficientes de atenuação aos cálculos de espessura de blindagem gama.

Aula 2 • Instrumentos de Detecção de Radiação

Examina os detectores Geiger-Müller, de cintilação e semicondutores e seus princípios de operação. Prepara os alunos para selecionar e calibrar instrumentos para uso em campo e laboratório.

Aula 3 • Interações de Partículas Carregadas

Analisa os mecanismos de perda de energia de partículas alfa e beta por ionização e Bremsstrahlung. Estabelece os conceitos de alcance e poder de freamento usados no projeto de blindagem.

Aula 4 • Interações de Nêutrons e Moderação

Examina o espalhamento elástico, espalhamento inelástico e a captura de nêutrons como caminhos de perda de energia. Relaciona a seleção do material moderador à eficiência de termalização de nêutrons.

Aula 1 • Teoria da Difusão de Nêutrons

Deriva a equação de difusão de um grupo e a aplica a geometrias simples de reatores. Fornece a estrutura matemática para a estimativa de distribuição de fluxo e vazamento.

Aula 2 • Sistemas de Controle de Reatores

Descreve materiais de barras de controle, shim químico e venenos queimáveis como ferramentas de gerenciamento de reatividade. Relaciona o projeto do sistema de controle à flexibilidade operacional e margens de segurança.

Aula 3 • Cinética de Reatores e Nêutrons Atrasados

Modela as contribuições de nêutrons prontos e atrasados para transitórios de potência usando equações de cinética pontual. Explica por que os nêutrons atrasados tornam o controle do reator fisicamente viável.

Aula 4 • Mecanismos de Feedback de Reatividade

Analisa o alargamento Doppler, o coeficiente de temperatura do moderador e os coeficientes de vazio como feedbacks de segurança inerentes. Conecta coeficientes de feedback negativos ao comportamento de segurança passiva.

Aula 1 • Sistemas de Reatores de Água Pressurizada

Detalha a configuração do circuito primário e secundário do PWR, geradores de vapor e função do pressurizador. Estabelece o projeto comercial de reator dominante como base para comparação.

Aula 2 • Materiais de Reatores e Fabricação de Combustível

Revisa as propriedades do revestimento de liga de zircônio, a fabricação de pastilhas de dióxido de urânio e os critérios de seleção de aço estrutural. Relaciona as propriedades dos materiais ao desempenho do combustível e à longevidade no núcleo.

Aula 3 • Sistemas de Reatores de Água Fervente

Examina a geração de vapor de ciclo direto do BWR, a recirculação por bombas de jato e o projeto do vaso de pressão do reator. Destaca as diferenças do PWR no comportamento do refrigerante e na estratégia de contenção.

Aula 4 • Reprodutores

Analisa reatores rápidos resfriados a sódio e sua taxa de reprodução para produção de plutônio. Conecta a operação em espectro rápido ao fechamento do ciclo do combustível e às metas de redução de resíduos.

Aula 1 • Transferência de Calor por Ebulição e Fluxo de Calor Crítico

Distingue os regimes de ebulição nucleada, afastamento da ebulição nucleada e ebulição em filme. Define o limite de fluxo de calor crítico como o principal critério de segurança térmica.

Aula 2 • Condução no Combustível e no Revestimento

Resolve a condução de calor em estado estacionário através de pastilhas de combustível cilíndricas e camadas de revestimento. Identifica os limites de temperatura que definem as margens de integridade da linha central do combustível e do revestimento.

Aula 3 • Análise de Fluxo de Refrigerante Monofásico

Aplica correlações de convecção forçada ao fluxo de refrigerante sub-resfriado em canais de reator. Conecta a vazão, a queda de pressão e o coeficiente de transferência de calor à adequação do resfriamento do núcleo.

Aula 4 • Sistemas de Resfriamento de Emergência do Núcleo

Descreve projetos de ECCS passivos e ativos que restauram o resfriamento do núcleo após um acidente de perda de refrigerante. Relaciona o desempenho do ECCS aos critérios de aceitação de temperatura máxima do revestimento.

Aula 1 • Gerenciamento de Acidentes Graves

Analisa a progressão da fusão do núcleo, a geração de hidrogênio e os modos de falha da contenção além da base de projeto. Relaciona as diretrizes de gerenciamento de acidentes graves às estratégias de resposta do operador.

Aula 2 • Avaliação Probabilística de Risco

Introduz a análise de árvore de falhas, árvore de eventos e falha de causa comum para quantificar a frequência de dano ao núcleo. Conecta os resultados da PRA à tomada de decisão baseada em risco nas operações da usina.

Aula 3 • Análise de Acidentes de Base de Projeto

Abrange a classificação determinística de eventos, a seleção de eventos iniciadores e a verificação de critérios de aceitação. Fornece a metodologia estruturada para a demonstração de segurança da base de licenciamento.

Aula 4 • Supervisão Regulatória e Licenciamento

Examina o processo de revisão regulatória, a estrutura do relatório de análise de segurança e os elementos do programa de inspeção. Prepara os alunos para navegar nas interações regulatórias ao longo do ciclo de vida de uma usina.

Aula 1 • Tecnologias de Enriquecimento de Urânio

Compara os processos de difusão gasosa e centrifugação a gás pela economia de unidade de trabalho de separação. Conecta o nível de enriquecimento ao tipo de combustível do reator e às restrições de não proliferação.

Aula 2 • Classificação e Disposição de Resíduos Radioativos

Classifica as correntes de resíduos de baixo, médio e alto nível e associa cada uma a caminhos de disposição apropriados. Introduz conceitos de repositório geológico profundo para o isolamento de resíduos de alto nível.

Aula 3 • Comportamento do Combustível no Reator

Examina o acúmulo de produtos de fissão dependente da queima, o inchaço do combustível e a fluência do revestimento durante a irradiação. Relaciona o desempenho no reator aos limites de queima de descarga e à confiabilidade do combustível.

Aula 4 • Mineração e Conversão de Urânio

Abrange os métodos de mineração a céu aberto, subterrânea e lixiviação in-situ e a conversão de yellowcake em UF6. Estabelece a cadeia de suprimentos a montante que alimenta as instalações de enriquecimento.

Aula 1 • Partida da Usina e Ascensão de Potência

Sequencia verificações pré-criticalidade, abordagem da criticalidade inicial e testes de ascensão de potência em etapas. Conecta os testes físicos de partida à verificação das previsões de projeto do núcleo.

Aula 2 • Desligamento Planejado e Parada para Recarga

Detalha a sequência controlada de desligamento, a remoção de calor residual e os procedimentos de alagamento da cavidade de recarga. Relaciona o planejamento da parada à estratégia de gerenciamento de combustível e ao cronograma de manutenção.

Aula 3 • Procedimentos de Resposta a Eventos Anormais

Aplica procedimentos de operação de emergência baseados em sintomas a cenários de disparo do reator, perda de água de alimentação e LOCA. Treina a tomada de decisão sistemática do operador sob condições críticas de tempo.

Aula 4 • Desempenho da Usina e Fator de Capacidade

Analisa os impulsionadores do fator de capacidade, a redução da taxa de paradas forçadas e as estratégias de manutenção centrada em confiabilidade. Conecta as métricas de excelência operacional à competitividade econômica da geração nuclear.