{"id":148910,"date":"2020-06-23T10:38:28","date_gmt":"2020-06-23T12:38:28","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=148910"},"modified":"2020-06-23T10:42:07","modified_gmt":"2020-06-23T12:42:07","slug":"massa-critica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/massa-critica","title":{"rendered":"Massa Cr\u00edtica"},"content":{"rendered":"

A\u00a0massa cr\u00edtica\u00a0<\/strong>\u00e9 a menor quantidade de mat\u00e9ria necess\u00e1ria para produzir uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia nuclear.<\/p>\n

Massa cr\u00edtica, em f\u00edsica nuclear, a quantidade m\u00ednima de um determinado material f\u00edssil necess\u00e1rio para obter uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia de fiss\u00e3o auto-sustent\u00e1vel, sob condi\u00e7\u00f5es estabelecidas.<\/p>\n

Seu tamanho depende de v\u00e1rios fatores, incluindo o tipo de material f\u00edssil usado, sua concentra\u00e7\u00e3o e pureza e a composi\u00e7\u00e3o e geometria do sistema de rea\u00e7\u00e3o circundante.<\/p>\n

Na f\u00edsica. a\u00a0massa cr\u00edtica<\/strong>\u00a0de uma subst\u00e2ncia \u00e9 a quantidade de um determinado material fission\u00e1vel necess\u00e1rio para sustentar uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia a uma taxa constante.<\/p>\n

\u00c9 uma quantidade necess\u00e1ria ou suficiente para ter um efeito significativo ou alcan\u00e7ar um resultado:<\/strong>\u00a0uma massa cr\u00edtica de apoio popular.<\/p>\n

O que \u00e9 massa cr\u00edtica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0massa cr\u00edtica\u00a0de um material \u00e9 a quantidade necess\u00e1ria para que ele continue uma rea\u00e7\u00e3o nuclear ap\u00f3s o in\u00edcio.<\/p>\n

Existem diferentes tipos de materiais nucleares, e um tipo \u00e9 conhecido como material f\u00edssil.<\/p>\n

Os materiais f\u00edsseis s\u00e3o capazes de sustentar uma rea\u00e7\u00e3o uma vez iniciada. Como a rea\u00e7\u00e3o pode ser mantida, o material pode ser usado para certos fins.<\/p>\n

Esses prop\u00f3sitos incluem fabricar armas nucleares e criar reatores para gerar energia.<\/p>\n

Os materiais f\u00edsseis mais utilizados s\u00e3o:<\/strong>\u00a0o ur\u00e2nio-233, o ur\u00e2nio-235 e o plut\u00f4nio-239.<\/p>\n

Esses tr\u00eas materiais atendem aos crit\u00e9rios de um material fission\u00e1vel, permanecem por um tempo razoavelmente longo e podem ser encontrados em quantidades suficientemente grandes para tornar pr\u00e1tico o uso deles para combust\u00edvel.<\/p>\n

O processo de uma\u00a0rea\u00e7\u00e3o nuclear\u00a0\u00e9 um tanto complexo, mas pode ser encarado simplesmente como uma rea\u00e7\u00e3o que cresce exponencialmente.<\/p>\n

Em uma rea\u00e7\u00e3o, um \u00e1tomo do material f\u00edssil – digamos, ur\u00e2nio-235 – captura um n\u00eautron \u00e0 medida que passa. Isso faz com que o \u00e1tomo se divida em dois \u00e1tomos menores e, nesse processo, libera mais dois ou tr\u00eas n\u00eautrons.<\/p>\n

Esses n\u00eautrons voam e s\u00e3o capturados por outros \u00e1tomos de ur\u00e2nio-235, que por sua vez se dividem e emitem mais dois ou tr\u00eas n\u00eautrons. Tudo isso acontece em uma quantidade muito, muito pequena de tempo e libera enormes quantidades de energia.<\/p>\n

Esse conceito \u00e9 importante porque, para que essa rea\u00e7\u00e3o continue e libere grandes quantidades de energia, \u00e9 necess\u00e1rio que haja material f\u00edssil suficiente para poder continuar.<\/p>\n

Se a massa cr\u00edtica n\u00e3o for alcan\u00e7ada, os n\u00eautrons presentes diminuir\u00e3o ao longo do tempo, tornando cada vez menos prov\u00e1vel uma rea\u00e7\u00e3o nuclear.<\/p>\n

A rigor, o termo massa cr\u00edtica \u00e9 usado para descrever o estado de equil\u00edbrio no qual h\u00e1 material f\u00edssil suficiente para manter a quantidade de n\u00eautrons aproximadamente a mesma, mas a rea\u00e7\u00e3o n\u00e3o gera mais.<\/p>\n

Muitas vezes, no entanto, esse termo \u00e9 usado para descrever o que \u00e9 mais precisamente chamado de\u00a0massa supercr\u00edtica, quando h\u00e1 material suficiente para que os n\u00eautrons continuem colidindo com \u00e1tomos f\u00edsseis e liberando mais n\u00eautrons, gerando energia e calor.<\/p>\n

Para usar material f\u00edssil em uma arma nuclear, \u00e9 obviamente importante que o material seja mantido abaixo da\u00a0massa cr\u00edtica\u00a0– caso contr\u00e1rio, a bomba seria detonada imediatamente.<\/p>\n

Normalmente, dois peda\u00e7os de material s\u00e3o mantidos separados em massa subcr\u00edtica e, quando \u00e9 hora da bomba ser detonada, eles s\u00e3o jogados juntos com muita for\u00e7a e rapidez.<\/p>\n

Eles ent\u00e3o criam uma massa supercr\u00edtica e a bomba explode. Se eles n\u00e3o forem jogados juntos com rapidez suficiente, uma explos\u00e3o menor acontecer\u00e1 primeiro e separar\u00e1 as duas pe\u00e7as, de modo que a grande explos\u00e3o nunca ocorra – isso geralmente \u00e9 chamado de fracasso.<\/p>\n

A\u00a0massa cr\u00edtica\u00a0\u00e9 diferente dependendo do material que est\u00e1 sendo usado.<\/p>\n

No caso do ur\u00e2nio-233, s\u00e3o cerca de 15 kg.<\/p>\n

No caso do ur\u00e2nio-235, a massa cr\u00edtica \u00e9 de cerca de 52 kg.<\/p>\n

E no caso do Plut\u00f4nio-239, s\u00e3o cerca de 10 kg.<\/p>\n

Resumo<\/strong><\/p>\n

Embora dois a tr\u00eas n\u00eautrons sejam produzidos para cada fiss\u00e3o, nem todos esses n\u00eautrons est\u00e3o dispon\u00edveis para continuar a rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o.<\/p>\n

Se as condi\u00e7\u00f5es forem tais que os n\u00eautrons se percam mais rapidamente do que os formados pela fiss\u00e3o, a rea\u00e7\u00e3o em cadeia n\u00e3o ser\u00e1 auto-sustent\u00e1vel.<\/p>\n

No ponto em que a rea\u00e7\u00e3o em cadeia pode se tornar auto-sustent\u00e1vel, isso \u00e9 chamado de massa cr\u00edtica.<\/p>\n

Em uma bomba at\u00f4mica, uma massa de material f\u00edssil maior que a massa cr\u00edtica deve ser montada instantaneamente e mantida unida por cerca de um milion\u00e9simo de segundo para permitir que a rea\u00e7\u00e3o em cadeia se propague antes que a bomba exploda.<\/p>\n

A quantidade de massa cr\u00edtica de um material fission\u00e1vel depende de v\u00e1rios fatores:<\/strong>\u00a0a forma do material, sua composi\u00e7\u00e3o e densidade e o n\u00edvel de pureza.<\/p>\n

Uma esfera tem a \u00e1rea de superf\u00edcie m\u00ednima poss\u00edvel para uma dada massa e, portanto, minimiza o vazamento de n\u00eautrons.<\/p>\n

Ao envolver o material fission\u00e1vel com um “refletor” adequado de n\u00eautrons, a perda de n\u00eautrons pode ser reduzida e a massa cr\u00edtica pode ser reduzida.<\/p>\n

Ao usar um refletor de n\u00eautrons, s\u00e3o necess\u00e1rios apenas cerca de 5 kg de plut\u00f4nio 239 quase puro ou cerca de 15 kg de ur\u00e2nio 235 para obter massa cr\u00edtica.<\/p>\n

\"\"Massa cr\u00edtica<\/strong><\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0Editores Portal S\u00e3o Francisco<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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