As usinas de energia que queimam combustíveis fósseis e nucleares diferem principalmente na origem de sua energia; um reator nuclear produz calor a partir de metais radioativos e uma usina de combustível fóssil queima carvão, petróleo ou gás natural. Além das diferenças técnicas entre as duas abordagens, elas afetam o meio ambiente de forma diferente: As usinas de combustível fóssil são notórios pelas emissões de gases de efeito estufa, enquanto os reatores nucleares são conhecidos por resíduos radioativos, que podem permanecer perigosos para milhares de anos.
Hidrocarbonetos vs. Radioatividade
Uma usina movida a combustível fóssil depende da antiga tecnologia do fogo para produzir calor; essas usinas queimam combustíveis de hidrocarbonetos, como metano ou carvão pulverizado. O processo de combustão libera energia das ligações químicas no combustível. Em contraste, os reatores nucleares exploram o calor da radioatividade. Os átomos pesados e instáveis de urânio-235 e plutônio-239, ambos combustíveis nucleares comuns, decaem em elementos mais leves enquanto geram calor abundante.
Densidade de energia de combustível
Como as reações nucleares são muito mais energéticas do que as químicas, meio quilo de combustível nuclear transporta cerca de 1 milhão de vezes mais energia do que meio quilo de combustível fóssil. De acordo com a Universidade da Flórida, uma usina elétrica movida a carvão de 1 gigawatt requer 9.000 toneladas de combustível por dia; uma usina nuclear equivalente consome cerca de 3 quilogramas (6,6 libras) de urânio na mesma quantidade de tempo.
Discriminação de Emissão
As reações de combustão que alimentam uma usina de combustível fóssil consomem combustível e oxigênio e produzem vapor d'água, dióxido de carbono e energia. A combustão de carvão, gás natural e petróleo sempre rende CO2, um gás que se acredita estar fortemente ligado ao aquecimento global. Como o carvão e o petróleo têm impurezas não combustíveis, essas fontes também produzem óxidos nitrosos, dióxido de enxofre e outros poluentes. Uma usina nuclear não usa reações químicas para produzir energia; durante as operações normais, não emite gases.
Perigos Ambientais
Existem riscos com as usinas de combustível fóssil e nuclear, embora muitos dos perigos sejam diferentes. O projeto do reator da maioria das usinas nucleares em operação requer um fluxo constante de água para evitar que o reator superaqueça e possivelmente libere radioatividade no meio ambiente; o desastre de Fukushima em 2011 aconteceu quando as bombas de água falharam. As usinas termelétricas a carvão geram grandes quantidades de cinzas, resíduos sólidos que contêm mercúrio, arsênico e outros materiais perigosos. Alguns operadores de usinas armazenam as cinzas em tanques gigantescos, que podem se romper, contaminando a área circundante. Esse acidente aconteceu no Tennessee em 2008, liberando 1,3 milhão de metros cúbicos - 1,7 milhão de jardas cúbicas - de lama de cinzas.