Física Nuclear


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Física Nuclear

Para extrair um elétron de um átomo, é necessário uma certa quantidade de energia. Da mesma forma, cada núcleo (próton ou nêutron) necessita também de grande quantidade de energia, que é da ordem de milhões de vezes. Por esse motivo, a física nuclear é denominada "física de alta energia".


Fissão Nuclear
A divisão do núcleo do átomo, que é responsável pela liberação de grande quantidade de energia térmica, trata-se da chamada reação de fissão nuclear. Tal reação é obtida através do bombardeamento do núcleo de um átomo por um nêutron. Isto causa grande instabilidade no núcleo do átomo, acarretando em sua divisão. A grande energia que mantinha a própria integridade do núcleo atômico é liberada em forma de energia térmica. Com a divisão do núcleo, dois nêutrons adicionais são produzidos e arremessados em direção a outros átomos, bombardeando seus núcleos e podendo gerar reações sucessivas, em cadeia contínua.

Enrico Fermi, em 1934, bombardeando núcleos com nêutrons de velocidade moderada, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons. Pouco tempo depois, após o bombardeamento de urânio com nêutrons moderados, a equipe do cientista alemão Otto Hahn constatou a presença de átomos de bário, vindo a concluir que, após o bombardeio, núcleos instáveis de urânio, partiam-se praticamente ao meio.

Como os nêutrons não possuem carga elétrica, não sofrem desvio de sua trajetória, devido ao campo eletromagnético do átomo. Estando muito acelerado, atravessariam completamente o átomo; estando a uma velocidade muito lenta, seriam rebatidos; mas com velocidade moderada, ficam retidos, e o novo núcleo formado, instável, sofre desintegração posterior com emissão de partículas beta. Somente alguns átomos são capazes de sofrer fissão, entre eles o urânio-235 e o plutônio.

A enorme quantidade de energia produzida numa fissão nuclear provém da transformação da matéria em energia. Na fissão nuclear há uma significativa perda de massa, isto é, a massa dos produtos é menor que a massa dos reagentes. Tal possibilidade está expressa na famosa equação de Einstein: E=mc2(ao quadrado), onde E é a energia, m a massa e c a velocidade da luz no vácuo. No processo de fissão, cerca de 87,5% da energia liberada aparece na forma de energia cinética dos produtos da fissão e cerca de 12,5% como energia eletromagnética.



Fusão Nuclear
A fusão nuclear consiste na produção de energia realizada através da reunião de núcleos de átomos, processo este que gera a formação de átomos maiores. Quando o deutério e o trítio (dois isótopos do hidrogênio) colidem entre si, ocorre a fusão nuclear. A nova combinação formada entre estes isótopos produz energia através da liberação de um nêutron. Também é produzido um átomo de hélio maior que os átomos comuns que formam este elemento. As reações de fusão constituem a fonte de energia das maiores usinas do universo: as estrelas. Embora uma estrela seja inicialmente apenas uma nuvem de hidrogênio, a contração, causada pela sua própria atração gravitacional, aumenta sua pressão, densidade e temperatura. Os choques entre os átomos aumentam em número e violência, até que eles passem a liberar seus elétrons. A massa de núcleos e elétrons assim produzida é conhecida como plasma. Este é o quarto estado da matéria, sendo os outros três o sólido, o líquido e o gasoso. É no plasma que se realizam as reações de fusão.



Fonte:
http://br.geocities.com/radioativa_br/pagina8.htm





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