A diferença entre fissão e fusão nuclear
 Diagrama de uma bomba de fusão de dois núcleos |
Na área da ficção literária, o autor de "Anjos e Demônios", Dan Brown, fez sucesso falando sobre uma bomba de antimatéria, que na realidade não existe. Em matéria de bombas não-convencionais, atualmente, o que há são as chamadas bombas radioativas sujas (uma bomba normal, mas que contém material radioativo a ser liberado na explosão).
Além disso, existem as bombas nucleares, ou superbombas, que podem ser de dois tipos: as bombas de fissão e as de fusão. Para compreender como elas funcionam, é preciso, antes de mais nada, conhecer o conceito que segue:
A partir disso, poderemos compreender as superbombas.
O isótopo de urânio 235, por ter três nêutrons a menos, captura nêutrons livres que se tornam altamente instáveis. Esta instabilidade é tamanha que ele se quebra em dois outros (bário e criptônio) e libera três nêutrons, gerando uma quantidade enorme de energia.
Esses três nêutrons tendem a romper outros três núcleos, os quais libertarão nove nêutrons, que libertarão 27 e, assim, sucessiva e exponencialmente. Se essa reação for muito rápida, ocorre uma grande explosão.
A simples obtenção de massa crítica não necessariamente a fará explodir, mas a sua temperatura pode alcançar milhares de graus e, como numa bomba, acontecerão emissões alfa, beta e gama (vide radioatividade)
Quando dois isótopos de hidrogênio se fundem formam um átomo de hélio. Esta reação é a responsável pela energia do Sol e das maiorias das estrelas. Dá para imaginar a sua potência, não é?
Para o início de uma reação como essa, necessita-se de altas pressões e altas temperaturas. No Sol, isso é conseguido pela enorme massa dele mesmo, que provoca altíssimas pressões, e pela continuidade das reações de fusão.
Na bomba H, essas pressões e temperaturas são obtidas com a detonação de uma bomba de fissão, que é o detonador. A bomba de hidrogênio é mil vezes mais potente que a de urânio.
Reatores de fusão já estão em funcionamento dentro de laboratórios, só que a energia gasta para o controle da fusão é maior que a energia aproveitada. Ou seja, na relação custo x benefício, elas ainda deixam a desejar.
O projeto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) do qual participam Rússia, Estados Unidos, União Européia (UE), China, Japão e Coréia do Sul, pretende construir na cidade francesa de Cadarache o primeiro reator sustentável. A China, apesar de participar do ITER, anunciou recentemente que os testes de seu reator próprio (EAST) foram um sucesso
Além disso, existem as bombas nucleares, ou superbombas, que podem ser de dois tipos: as bombas de fissão e as de fusão. Para compreender como elas funcionam, é preciso, antes de mais nada, conhecer o conceito que segue:
Isótopo
Isótopos são átomos de um elemento químico que possuem, em seu núcleo, um número de nêutrons diferente do elemento original. Assim, o urânio tem uma massa atômica 238, sendo o seu isótopo o U-235 - o que significa que em seu núcleo possui três nêutrons a menos.A partir disso, poderemos compreender as superbombas.
Bomba de fissão
O termo fissão significa quebra. Então, na bomba de fissão, ou bomba atômica, o núcleo de um átomo se rompe.O isótopo de urânio 235, por ter três nêutrons a menos, captura nêutrons livres que se tornam altamente instáveis. Esta instabilidade é tamanha que ele se quebra em dois outros (bário e criptônio) e libera três nêutrons, gerando uma quantidade enorme de energia.
Esses três nêutrons tendem a romper outros três núcleos, os quais libertarão nove nêutrons, que libertarão 27 e, assim, sucessiva e exponencialmente. Se essa reação for muito rápida, ocorre uma grande explosão.
Massa crítica
Como o urânio 235 é muito instável, a simples concentração de uma quantidade (por volta de 3,5 quilos) pode iniciar essa reação. A essa massa mínima, suficiente para iniciar o processo, dá-se o nome de massa crítica.A simples obtenção de massa crítica não necessariamente a fará explodir, mas a sua temperatura pode alcançar milhares de graus e, como numa bomba, acontecerão emissões alfa, beta e gama (vide radioatividade)
Bomba de fusão
A fusão significa a união de dois ou mais núcleos, resultando em um novo elemento mais pesado. Quando isso acontece, o novo elemento formado é mais estável, daí a grande liberação de energia.Quando dois isótopos de hidrogênio se fundem formam um átomo de hélio. Esta reação é a responsável pela energia do Sol e das maiorias das estrelas. Dá para imaginar a sua potência, não é?
Para o início de uma reação como essa, necessita-se de altas pressões e altas temperaturas. No Sol, isso é conseguido pela enorme massa dele mesmo, que provoca altíssimas pressões, e pela continuidade das reações de fusão.
Na bomba H, essas pressões e temperaturas são obtidas com a detonação de uma bomba de fissão, que é o detonador. A bomba de hidrogênio é mil vezes mais potente que a de urânio.
A energia de fissão nuclear
A energia de fissão nuclear já foi domada e pode servir para fins pacíficos, como a produção de energia elétrica. Já a energia de fusão ainda está em estudos, embora muito provavelmente também possam se adequar às mesmas finalidades.Reatores de fusão já estão em funcionamento dentro de laboratórios, só que a energia gasta para o controle da fusão é maior que a energia aproveitada. Ou seja, na relação custo x benefício, elas ainda deixam a desejar.
O projeto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) do qual participam Rússia, Estados Unidos, União Européia (UE), China, Japão e Coréia do Sul, pretende construir na cidade francesa de Cadarache o primeiro reator sustentável. A China, apesar de participar do ITER, anunciou recentemente que os testes de seu reator próprio (EAST) foram um sucesso