b'\n_START_ARTICLE_\nReator de \xc3\xa1gua pesada pressurizada\n_START_PARAGRAPH_\nUm\xc2\xa0Reator de \xc3\xa1gua pesada pressurizada\xc2\xa0(PHWR) \xc3\xa9 um tipo de\xc2\xa0reator nuclear, geralmente utilizando ur\xc3\xa2nio natural como combust\xc3\xadvel e\xc2\xa0\xc3\xa1gua pesada (\xc3\xb3xido de deut\xc3\xa9rio D\xe2\x82\x82S) como refrigerante e moderador de n\xc3\xaautrons. A \xc3\xa1gua pesada refrigerante \xc3\xa9 mantida sob press\xc3\xa3o, permitindo-lhe ser aquecida a temperaturas mais elevadas, sem ferver, tanto quanto em um reator de \xc3\xa1gua pressurizada. Embora a \xc3\xa1gua pesada seja significativamente mais cara do que a \xc3\xa1gua leve ordin\xc3\xa1ria, ela cria uma economia de n\xc3\xaautrons mais avan\xc3\xa7ada, permitindo que o reator funcione sem combust\xc3\xadvel proveniente de instala\xc3\xa7\xc3\xb5es de enriquecimento (compensa\xc3\xa7\xc3\xa3o a despesa adicional da \xc3\xa1gua pesada) e aumentando a capacidade do reator de fazer uso de\xc2\xa0ciclos de combust\xc3\xadvel\xc2\xa0alternativos. Atualmente 49 reatores nucleares refrigeradas e moderados por \xc3\xa1gua pesada estavam em opera\xc3\xa7\xc3\xa3o, representando 12% dos reatores nucleares do Mundo. A maioria deles estavam em opera\xc3\xa7\xc3\xa3o no Canad\xc3\xa1 e na \xc3\x8dndia. Os reatores da s\xc3\xa9rie CANDU canadenses (com v\xc3\xa1rios reatores exportados para pa\xc3\xadses como a China e Rom\xc3\xaania) pertencem a essa categoria de reator.\n_START_SECTION_\nFinalidade do uso de \xc3\xa1gua pesada\n_START_PARAGRAPH_\nA chave para a manuten\xc3\xa7\xc3\xa3o de uma rea\xc3\xa7\xc3\xa3o nuclear dentro de um reator nuclear \xc3\xa9 usar os n\xc3\xaautrons liberados durante a fiss\xc3\xa3o para estimular a fiss\xc3\xa3o em outros n\xc3\xbacleos. Com cuidado em rela\xc3\xa7\xc3\xa3o ao controle sobre a geometria e taxas de rea\xc3\xa7\xc3\xa3o, isso pode levar a uma rea\xc3\xa7\xc3\xa3o em cadeia auto-sustentada, um estado conhecido como "criticidade"._NEWLINE_O ur\xc3\xa2nio Natural \xc3\xa9 constitu\xc3\xaddo de uma mistura de v\xc3\xa1rios is\xc3\xb3topos, principalmente \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb8U e uma quantidade muito menor (cerca de 0,72% do peso) de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U. \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb8U s\xc3\xb3 pode ser fissionado por n\xc3\xaautrons que s\xc3\xa3o relativamente energ\xc3\xa9ticos, de cerca de 1 MeV ou acima. Nenhuma quantidade de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb8U pode se tornar "massa cr\xc3\xadtica", pois tendem a parasiticamente absorver mais n\xc3\xaautrons do que ele libera pelo processo de fiss\xc3\xa3o. O\xc2\xa0\xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U, por outro lado, pode suportar uma rea\xc3\xa7\xc3\xa3o em cadeia sustentada, mas devido \xc3\xa0 baixa abund\xc3\xa2ncia natural de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U, o ur\xc3\xa2nio natural n\xc3\xa3o pode alcan\xc3\xa7ar a criticidade por si s\xc3\xb3._NEWLINE_O "truque" para fazer um reator nuclear que funcione usando ur\xc3\xa2nio natural ou pouco enriquecido \xc3\xa9 desacelerar os n\xc3\xaautrons o suficiente ao ponto onde sua probabilidade de causar a fiss\xc3\xa3o nuclear em \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U aumenta para um n\xc3\xadvel que permite uma rea\xc3\xa7\xc3\xa3o em cadeia constante do ur\xc3\xa2nio como um todo. Isso requer o uso de um moderador de n\xc3\xaautrons\xc2\xa0que absorva parte da\xc2\xa0energia cin\xc3\xa9tica\xc2\xa0dos n\xc3\xaautrons, diminuindo a uma energia compar\xc3\xa1vel \xc3\xa0 energia t\xc3\xa9rmica do pr\xc3\xb3prio n\xc3\xbacleo do moderador (levando a terminologia de "n\xc3\xaautrons t\xc3\xa9rmicos" e "reatores t\xc3\xa9rmicos"). Durante este processo de desaceleramento \xc3\xa9 ben\xc3\xa9fico separar fisicamente os n\xc3\xaautrons do ur\xc3\xa2nio, j\xc3\xa1 que n\xc3\xbacleons de\xc2\xa0\xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb8U t\xc3\xaam um enorme afinidade\xc2\xa0paras\xc3\xadtica com n\xc3\xaautrons neste faixa de energia intermedi\xc3\xa1ria (rea\xc3\xa7\xc3\xa3o conhecida como "resson\xc3\xa2ncia" de absor\xc3\xa7\xc3\xa3o). Esta \xc3\xa9 uma raz\xc3\xa3o fundamental para a concep\xc3\xa7\xc3\xa3o de reatores que separam combust\xc3\xadveis s\xc3\xb3lidos separados do moderador, ao inv\xc3\xa9s de empregar uma mistura\xc2\xa0mais homog\xc3\xaanea  dos dois materiais._NEWLINE_A \xc3\xa1gua \xc3\xa9 um excelente moderador; os \xc3\xa1tomos de hidrog\xc3\xaanio nas mol\xc3\xa9culas de \xc3\xa1gua s\xc3\xa3o muito pr\xc3\xb3ximos em massa a um \xc3\xbanico n\xc3\xaautron, dessa forma as colis\xc3\xb5es t\xc3\xaam uma transfer\xc3\xaancia de momentum eficiente, semelhante conceitualmente \xc3\xa0 colis\xc3\xa3o de duas bolas de bilhar. No entanto, apesar de ser um bom moderador, a \xc3\xa1gua \xc3\xa9 relativamente eficaz em absorver n\xc3\xaautrons. Usando a \xc3\xa1gua como um moderador ir\xc3\xa1 absorver muitos n\xc3\xaautrons, deixando poucos para reagir com a pequena quantidade de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U no combust\xc3\xadvel, impossibilitando assim a criticidade no ur\xc3\xa2nio natural. Devido a\xc2\xa0disso, para abastecer um\xc2\xa0reator de \xc3\xa1gua leve, primeiro a quantidade de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U no ur\xc3\xa2nio deve ser aumentada, produzindo ur\xc3\xa2nio enriquecido, que geralmente cont\xc3\xa9m entre 3% e 5% de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U, por unidade de massa (res\xc3\xadduos provenientes deste processo \xc3\xa9 conhecido como o ur\xc3\xa2nio empobrecido, que consiste basicamente em\xc2\xa0\xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb8U). Nesta forma enriquecida existe\xc2\xa0\xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U\xc2\xa0suficiente para reagir com n\xc3\xaautrons moderados pela \xc3\xa1gua para manter o grau de criticidade._NEWLINE_Uma complica\xc3\xa7\xc3\xa3o desta abordagem \xc3\xa9 a necessidade de instala\xc3\xa7\xc3\xb5es de enriquecimento de ur\xc3\xa2nio, que s\xc3\xa3o geralmente caros para construir e operar. Eles tamb\xc3\xa9m representam uma preocupa\xc3\xa7\xc3\xa3o para a\xc2\xa0prolifera\xc3\xa7\xc3\xa3o nuclear; os mesmos sistemas utilizados para enriquecer o \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U tamb\xc3\xa9m pode ser usado para produzir um  material muito mais "puro"\xc2\xa0(90% ou mais de \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U), adequado para a produ\xc3\xa7\xc3\xa3o de uma arma nuclear. Isso n\xc3\xa3o \xc3\xa9 uma quest\xc3\xa3o trivial, mas vi\xc3\xa1vel o suficiente para que instala\xc3\xa7\xc3\xb5es de enriquecimento representem um significativo risco de prolifera\xc3\xa7\xc3\xa3o nuclear._NEWLINE_Uma solu\xc3\xa7\xc3\xa3o alternativa para o problema \xc3\xa9 utilizar um moderador que n\xc3\xa3o absorva\xc2\xa0n\xc3\xaautrons t\xc3\xa3o facilmente como a \xc3\xa1gua. Neste caso, potencialmente, todos os n\xc3\xaautrons sendo lan\xc3\xa7ados podem ser moderados e utilizados em rea\xc3\xa7\xc3\xb5es com o \xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U, neste caso existe\xc2\xa0\xc2\xb2\xc2\xb3\xe2\x81\xb5U suficiente no ur\xc3\xa2nio natural para sustentar a criticidade. Um desses tipos de moderadores \xc3\xa9 a \xc3\xa1gua pesada, ou \xc3\xb3xido de deut\xc3\xa9rio. Embora ele reaja dinamicamente com os n\xc3\xaautrons de uma forma semelhante \xc3\xa0 \xc3\xa1gua leve (ainda que com menos de transfer\xc3\xaancia de energia em m\xc3\xa9dia, dado que o hidrog\xc3\xaanio pesado ou deut\xc3\xa9rio, tem cerca de duas vezes a massa de hidrog\xc3\xaanio), ele j\xc3\xa1 tem o n\xc3\xaautron extra que a \xc3\xa1gua leve normalmente tende a absorver.\n_START_SECTION_\nVantagens e desvantagens\n_START_PARAGRAPH_\nO uso de \xc3\xa1gua pesada como moderador \xc3\xa9 a chave para o sitema PHWR (pressurized heavy water reactor), permitindo o uso do ur\xc3\xa2nio natural como combust\xc3\xadvel (na forma de cer\xc3\xa2mica de UO\xe2\x82\x82), o que significa que ele pode ser operado sem as caras instala\xc3\xa7\xc3\xb5es de enriquecimento de ur\xc3\xa2nio. O arranjo mec\xc3\xa2nico da PHWR, que coloca a maior parte do moderador em temperaturas mais baixas, \xc3\xa9 particularmente eficaz porque os n\xc3\xaautrons resultantes s\xc3\xa3o "mais t\xc3\xa9rmicos" do que em projetos tradicionais, onde o moderador \xc3\xa9 normalmente muito mais quente. Estas caracter\xc3\xadsticas fazem com que um PHWR possa utilizar o ur\xc3\xa2nio natural e outros combust\xc3\xadveis, e faz isso de forma mais eficiente do que reatores de \xc3\xa1gua leve (LWRs)._NEWLINE_Sob press\xc3\xa3o, os reatores de \xc3\xa1gua pesada t\xc3\xaam algumas desvantagens. A \xc3\xa1gua pesada geralmente custa centenas de d\xc3\xb3lares por quilograma, o que vai contra a diminui\xc3\xa7\xc3\xa3o dos custos de combust\xc3\xadvel. O reduzido teor do ur\xc3\xa2nio natural em compara\xc3\xa7\xc3\xa3o ao ur\xc3\xa2nio enriquecido, exigem substitui\xc3\xa7\xc3\xb5es de combust\xc3\xadvel mais frequentes; isto \xc3\xa9 normalmente ocorre por um sistema de reabastecimento enquanto o reator ainda est\xc3\xa1 em opera\xc3\xa7\xc3\xa3o. O aumento da taxa de movimento de combust\xc3\xadvel atrav\xc3\xa9s do reator tamb\xc3\xa9m resulta em maior volume de combust\xc3\xadvel gasto\xc2\xa0com rela\xc3\xa7\xc3\xa3o aos LWRs empregando ur\xc3\xa2nio enriquecido. No entanto, j\xc3\xa1 que o ur\xc3\xa2nio n\xc3\xa3o enriquecido acumula uma baixa densidade de produtos de fiss\xc3\xa3o\xc2\xa0comparado ao ur\xc3\xa2nio enriquecido, ele gera menos calor, o que permite um armazenamento mais compacto.\n_START_SECTION_\nProlifera\xc3\xa7\xc3\xa3o Nuclear\n_START_PARAGRAPH_\nReatores de \xc3\xa1gua pesada podem representar um maior risco de prolifera\xc3\xa7\xc3\xa3o nuclear\xc2\xa0quando comparados aos\xc2\xa0reatores de \xc3\xa1gua leve\xc2\xa0devido as baixas propriedades de absor\xc3\xa7\xc3\xa3o dos n\xc3\xaautrons  de \xc3\xa1gua pesada, descobertos em 1937 por Hans von Halban e Otto Frisch. Ocasionalmente, quando um \xc3\xa1tomo de U-238 \xc3\xa9 exposta a radia\xc3\xa7\xc3\xa3o de n\xc3\xaautrons, o n\xc3\xbacleo captura um n\xc3\xaautron, transformando-o em\xc2\xa0U-239. O U-239, em seguida, rapidamente, sofre dois decaimentos\xc2\xa0\xce\xb2\xe2\x81\xbb\xc2\xa0(com duas\xc2\xa0emiss\xc3\xb5es de um el\xc3\xa9tron e um anti-neutrino). O\xc2\xa0 primeiro decaimento \xce\xb2\xe2\x81\xbb\xc2\xa0 transmuta o U-239 em net\xc3\xbanio-239, e o segundo \xce\xb2\xe2\x81\xbb\xc2\xa0transmuta o Np-239 em Pu-239. Embora este processo ocorra com os outros moderadores, tais como o grafite\xc2\xa0ultra-puro ou ber\xc3\xadlio, a \xc3\xa1gua pesada \xc3\xa9 de longe o melhor moderador para o processo._NEWLINE_O plut\xc3\xb4nio-239, \xc3\xa9 um material f\xc3\xadssil adequado para uso em armas nucleares. Como resultado, se o combust\xc3\xadvel de um reator de \xc3\xa1gua pesada \xc3\xa9 alterado com freq\xc3\xbc\xc3\xaancia, quantidades significativas de plut\xc3\xb4nio para armas nucleares\xc2\xa0podem ser quimicamente extra\xc3\xaddos a partir da irradia\xc3\xa7\xc3\xa3o do ur\xc3\xa2nio natural combust\xc3\xadvel por meio do\xc2\xa0reprocessamento nuclear._NEWLINE_Al\xc3\xa9m disso, o uso de \xc3\xa1gua pesada como moderador resulta na produ\xc3\xa7\xc3\xa3o de pequenas quantidades de tr\xc3\xadtio quando os n\xc3\xbacleos de\xc2\xa0deut\xc3\xa9rio\xc2\xa0da \xc3\xa1gua pesada de absorvem os n\xc3\xaautrons, uma rea\xc3\xa7\xc3\xa3o muito ineficiente. O tr\xc3\xadtio \xc3\xa9 essencial para a produ\xc3\xa7\xc3\xa3o de\xc2\xa0armas de fiss\xc3\xa3o intensificadas, que por sua vez, permitem a f\xc3\xa1cil produ\xc3\xa7\xc3\xa3o de armas termonucleares, incluindo bombas de n\xc3\xaautrons. N\xc3\xa3o est\xc3\xa1 claro se \xc3\xa9 poss\xc3\xadvel usar este m\xc3\xa9todo para produzir o tr\xc3\xadtio em\xc2\xa0escala pr\xc3\xa1tica._NEWLINE_Os riscos de prolifera\xc3\xa7\xc3\xa3o de reatores de \xc3\xa1gua pesada foram demonstrados quando a \xc3\x8dndia produziu o plut\xc3\xb4nio para o Smiling Buddha, o seu primeiro teste nuclear extraindo-o a partir do combust\xc3\xadvel\xc2\xa0gasto do\xc2\xa0CIRUS, um reator de \xc3\xa1gua pesada originalmente destinado a pesquisa cient\xc3\xadfica.'