ENG08801: Perguntas

ENG08801: Introdução a Engenharia Nuclear I

Prof. Sefidvash, DENUC-UFRGS

Farhang@ufrgs.br

Tel. 316.3554

Guia de estudo:

"Introduction to Nuclear Engineering" John Lamarsh

Cap. 1:

que é a Engenharia Nuclear?
Como explosivos nucleares podem ser usados de forma pacífica?
Uma usina termoelétrica de 1000 MW utilizando carvão produz que quantia de SO₂, NO_x, e cinzas, anualmente?
Por que o desenvolvimento do foguete nuclear é considerado importante?
Como é o método de aplicação de radioisótopos chamada tracing?
Como é a técnica da activation analisys?
Como funciona a pilha nuclear?
Como é feita a esterilização e conservação dos alimentos utilizando raios gama?
Cap. 2:
que é fóton?
que é número atômico?
que é massa atômico?
que são núcleons?
que são isótopos?
que é radioisótopo?
que é água pesada?
que é mol?
que é o número de Avogadro?
que é atomic mass unit, amu? É equivalente a quantos gramas?
Qual é aproximadamente o diâmetro de um átomo?
Um grama de matéria é equivalente a que quantia de energia em kwh?
que é o elétron-volt, eV?
Qual é a equivalência de amu em eV?
Qual é o equivalente da massa de um elétron em eV?
Qual é o equivalente de massa de um nêutron em eV?
que é decaimento radioativo?
que é decaimento beta?
que é decaimento alfa?
Qual é a diferencia entre o espectro dos decaimentos alfa e beta?
que é a atividade de um material radioativo? Como se calcule? Qual é sua unidade?
que é a meia vida, half-life?
que é vida média, mean-life?
Depois de passar um tempo equivalente a 3 meias vidas, qual porcentagem do material radioativo ainda resta?
Quais são as 4 leis fundamentais que governam uma reação nuclear? Sec.2.10
que é Q-value?
que é energia de ligação, e binding energy?
Porque a reação de fusão produz mais energia que a fissão?
Porque o zircônio é um bom material estrutural para o reator nuclear?
Como que é a distribuição maxwelliana? O que é most probable energy e mean energy?
Como se calcula number density? Quantos núcleos de hidrogênio existem em um mililitro de água?
Cap.3
que é espalhamento elástico e inelástico, elastic and inelastic scattering?
que é seção de choque microscópica e macroscópica? Quais são suas unidades?
Como se calcula a intensidade dos nêutrons que penetram uma placa?
que é livre caminho médio, mean free path? Como se calcula?
Como é a formação de compound núcleos?
que é seção de choque chamado tipo 1/V?
que é seção de choque de ressonância?
que é material físsil? Quais são os 3 materiais físseis?
Qual é o most probable energy para o espectro de fissão?
que são nêutrons atrasados, delayed neutrons?
Quanta energia é liberada na fissão de U-235? Qual porcentagem é devido à energia cinética do produtos de fissão?
Qual é a penetração do produto de fissão na matéria?
Qual é a energia dos neutrinos produzido por fissão? É possível recuperá-la?
A fissão de um grama de U-235 libera quantos MWD – megawattdia - de energia, aproximadamente?
que é o efeito fotoelétrico? Este efeito é maior para os núcleos pesados ou leves?
que é o efeito Compton?
que é o efeito de produção de pares? Qual é a energia mínimo para que ocorra? Por quê?
Como se calcula a intensidade dos raios gama penetrando em uma placa de espessura x?
Radiação alfa ou beta é mais penetrante? Por quê?
Como é a distribuição de energia do produtos de fissão? Qual é a energia de cada um dos picos e correspondentes massas?
Cap.4
que é o fator de multiplicação de nêutrons, K?
Como os nêutrons desaparecem do reator?
que é reator crítico, supercrítico e subcrítico?
Por que dizemos que a criticalidade do reator é dependente da composição e tamanho do reator?
Por que o processo de enriquecimento do urânio não pode ser feito por métodos químicos?
Qual o princípio do gas diffusion method para enriquecimento?
Por que usamos urânio em forma de UF₆ e não outras composições para fazer enriquecimento?
Qual é o principio do método de ultracentrifugação para enriquecimento de urânio?
Mostre o processo do produção do U-233 a partir do Th-232.
Mostre o processo do produção do Pu-239 a partir do U-238.
que é o processo chamado conversion?
que é material chamado fertile?
que é breeding ratio?
que é breeder reactor?
Por que podemos ter breeder reactor com nêutrons térmicos com U-233 e não com U-235 ou Pu-239?
Quanto urânio há na água do mar?
que são core, fuel, moderator, coolant?
Como são os reatores LWR, PWR, BWR, GCR, HTGR, LMFBR, CANDU?

--- Fim de Lamarsh --------------

RESPONDER ÀS PERGUNTAS EM DETALHE S

1. Quais são as 3 fontes de energia nuclear? Explicar cada uma.

2. Como os vários ramos da engenharia e ciência contribuem para a engenharia nuclear? Dar exemplos.

3. Qual é a diferença entre os átomos dos diferentes elementos?

4. Explique o processo de fusão a quente e fusão a frio.

5. Qual é a composição do urânio natural?

6. Quais são as diferenças e similaridades entre os isótopos?

7. Por que chamamos energia nuclear e não energia atômica?

8. De onde vem o calor produzido num processo de fissão?

9. Quais são as duas principais fontes de calor num reator nuclear?

10. Desenhar uma esquema de uma usina nuclear.

11. Qual é, em princípio, a diferença entre uma usina termoeléctrica convencional e uma usina nuclear?

12. Por que temos que resfriar um reator depois que desligamos o processo de fissão nele?

13. O que é moderador? Para que serve?

14. Quais são as propriedades de um bom moderador?

15. O que é refrigerante num reator nuclear e para que serve?

16. Qual é a diferença entre água leve e água pesada?

17. O que é o combustível nuclear?

18. O que é o revestimento (cladding)?

19. O que são nêutrons térmicos?

20. Calcule a velocidade do nêutron em km/h com energia de 1 eV e 2MeV.

21. Como os reatores são classificados em função de energia dos nêutrons?

22. Como os reatores são classificados em função de sua utilização?

23. Quais são as diferenças entre os reatores PWR e BWR?

24. Qual é, aproximadamente, o rendimento das usinas nucleares?

25. Podemos ter um reator crítico utilizando urânio natural e água leve?

26. Com quais moderadores podemos ter um reator crítico utilizando urânio natural?

27. Quantos reatores nucleares de potência temos no mundo, e que quantia de energia eles produzem? Isto é, qual é a porcentagem de eletricidade produzida no mundo pela energia nuclear?

28. Qual é a porcentagem de energia termoelétrica produzida no mundo?

29. Quais são as duas origens de acidentes nucleares? Como combater cada uma?

30. O que é power excursion?

31. O que é LOCA?

32. O que é o ciclo de nêutrons?

33. O que é o fator de multiplicação de nêutrons? Descrever os 6 fatores que compõem este.

34. Como é um reator crítico, supercrítico e subcrítico?

35. Qual é a presente demanda energética mundial?

Qual é o limite de produção de energia considerado prejudical ao ambiente?
A atual produção de electricidade no Brasil é cerca de ...........MWe.
Desenhar o esquema de uma usina nuclear.
Explicar pelo menos dois propósitos dos primeiros reatores nucleares
Alguém declarou que seu peso é x KWh! Faz sentido? Por quê?
De que tratam as áreas de Fisíca Atômica, Fisíca Nuclear, Fisíca de Nêutrons e Fisíca de Reatores? Dar pelo menos um exemplo para cada uma
Quais são as diferenças entre fissão e fusão em relação aos processos e à energia liberada?
O que é elemento radioativo? Como pode ser identificado?
Mostrar esquematicamente os espectros dos nêutrons num reator nuclear.
Como são os processos de "slowing down" e "thermalization" dos nêutrons no reator?
O que é seção de choque de ressonância?
O que é reação em cadeia?
O que é a reatividade do reator? Como se calcula?
Como os reatores nucleares térmicos são classificados?
O que é a filosofia da segurança dos reatores nucleares chamada "defense in depth"?
Descrever duas maneiras de enriquecer urânio
Descrever o método de fabricação do conjunto de combustivel do reator nuclear tipo Angra (PWR)
Quais são os três fenômenos de interação entre os raios gamma e a matéria?
O que é LOCA?
Porque está proclamado que o reator nuclear a leito fluidizado tem segurança inerente?
O que é ECCS? Como funciona?
Descrever o propósito e os problemas do reprocessamento de combustível nuclear
O que significa "segurança inerente" e "resferiamento passivo"?
Descrever algumas dimensões principais do reator Angra
Qual parte do reator é foco de atenção em relação à segurança dos reatores nucleares?
Por que um reator nuclear não pode explodir como uma bomba nuclear?
O que é a seção de choque e para que serve?
O que é massa crítica?
Como os reatores nucleares LWR (Light Water Reactor) são classificados?
Qual é a diferenca em filosofia da segurança dos reatores nucleares dos russos e dos ocidentais?
Como podemos fazer o cobre tornar-se ouro?
Quais são as fontes de calor num reator nuclear?
Descrever a construção do prédio de contenção (containment building) e suas características
O que é "dishing" e para que serve?
Qual é a pressão dentro de um reator do tipo PWR?
Quais são o "sistema ativo" e o "sistema passivo"?
Qual é a diferença entre o reator de pesquisa e o reator de potência?
O que são nêutrons térmicos?
Quais são os argumentos a favor e contra o reprocessamento?
Explicar o ciclo do combustível nuclear.
Como o operador de um reator nuclear aumenta a potência do reator? Explicar os procedimentos
Quais são as maneiras de dispor do lixo nuclear?
O que é vitrificação? Para que serve? Por quê?
Quais são as vantages do reator nuclear de pequeno porte sobre o reator grande?
Por que a irradiação dos alimentos com raios gama não torna o alimento radioativo?
Explicar uma das aplicações da radiação na indústria
Explicar uma das aplicações da radiação na agricultura.
Explicar uma das aplicações da radiação na medicina
Explicar etapa por etapa como você projetaria um reator nuclear.
Explicar com um desenho esquemático como utilizar o radioisótopo para medir o nível do líquido dentro de um tanque fechado numa indústria petroquímica
Calcular a seção de choque macroscópica de espalhamento da água. Supor seção de choque microscópica do espalhamento para o hidrogênio de e para o oxigênio de barns.
O que é reatividade do reator e para que serve? Explicar os fatores que compõem o Ke
Quais são as barreiras contra escape dos produtos de fissão num reator nuclear?
Como podemos produzir Plutônio e Urânio-233? Mostrar as reaçaões.
O que é o período do reator?
Supor que T é fundido com D produzindo He. Calcular a quantia da energia produzida