{"id":64858,"date":"2016-07-18T17:28:03","date_gmt":"2016-07-18T17:28:03","guid":{"rendered":"http:\/\/cms.portalsaofrancisco.com.br\/?p=64858"},"modified":"2016-07-18T17:48:19","modified_gmt":"2016-07-18T17:48:19","slug":"fisica-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear","title":{"rendered":"F\u00edsica Nuclear"},"content":{"rendered":"

Explicar a estrutura do \u00e1tomo sempre foi um sonho dos qu\u00edmicos e f\u00edsicos. Hoje pode-se dizer que temos uma descri\u00e7\u00e3o consiste de como os el\u00e9trons se estruturam em volta do n\u00facleo. Mas falta ainda explicar o n\u00facleo e seus constituintes. <\/p>\n

Esse campo da f\u00edsica abriu espa\u00e7o para consequ\u00eancias sem precedentes na f\u00edsica, como as explos\u00f5es nucleares que ocorreram em Hiroshima e Nagasaki na II Guerra Mundial depois que os Estados Unidos jogaram duas bombas at\u00f4micas sobre as cidades. Esse mal uso da ci\u00eancia \u00e9 um defeito do ser humano que deve ser coibido com tratados internacionais de n\u00e3o prolifera\u00e7\u00e3o de armas nucleares, como os j\u00e1 existentes no mundo. Falta apenas as grandes pot\u00eancias respeit\u00e1-lo.<\/p>\n

\"F\u00edsica
\nErup\u00e7\u00f5es solares, fotografada pelo sat\u00e9lite SOHO<\/b>
\n (Solar and Heliospheric Observatory)<\/p>\n

Nas rea\u00e7\u00f5es nucleares, h\u00e1 uma extraordin\u00e1ria quantidade de energia envolvida. Reside ai o incr\u00edvel poder destrutivo das bombas nucleares. Estas podem ser de fiss\u00e3o, chamadas bombas at\u00f4micas, ou de fus\u00e3o, chamadas de bomba de hidrog\u00eanio. O sol, veja foto acima, gera energia realizando fus\u00e3o nuclear. Em seu n\u00facleo, cerca de 69 milh\u00f5es de toneladas de hidrog\u00eanio se fundem, formando 65 milh\u00f5es de toneladas de h\u00e9lio, a cada segundo!!!!. Essas 4 milh\u00f5es de tonelada hidrog\u00eanio que sobram se transormam em energia.\u00c9 uma quantidade de energia que foge aos limites do pensamento humano. Estimativas mostram que essa energia poderia abastecer toda a rede el\u00e9trica dos Estados Unidos atual por um per\u00edodo de nada menos que 13 milh\u00f5es de anos!!!<\/p>\n

Armas Nucleares<\/h2>\n

Os processos nucleares observados at\u00e9 hoje s\u00e3o a fiss\u00e3o e a fus\u00e3o. A fiss\u00e3o \u00e9 de mais f\u00e1cil controle, tem uma menor energia de ativa\u00e7\u00e3o e liberam uma quantidade muito grande de energia, por\u00e9m menor que a fus\u00e3o. A bomba at\u00f4mica se baseia na fiss\u00e3o de um material, como o ur\u00e2nio.
\n Como a fus\u00e3o nuclear tem uma energia de ativa\u00e7\u00e3o muito grande, \u00e9 utilizado uma bomba at\u00f4mica para ceder a energia necess\u00e1ria para ativar a bomba de fus\u00e3o. Na d\u00e9cada de 50 essas armas termonucleares, que se baseiam na fus\u00e3o, come\u00e7aram a ser desenvolvidas, liberando uma energia de 2 a 3 ordens de grandezas maiores que as bombas at\u00f4micas.<\/p>\n

A descoberta da fiss\u00e3o do ur\u00e2nio que tornou poss\u00edvel a constru\u00e7\u00e3o da bomba foi anunciada em janeiro de 1939 por dois cientistas alem\u00e3es, Otto Hahn e F. Strassmann. Diante disso, e j\u00e1 no contexto da II Guerra Mundial, o f\u00edsico alem\u00e3o Albert Einstein, usando de todo seus prest\u00edgio e fama pelo mundo, manda uma carta para o presidente dos Estados Unidos Franklin D. Roosevelt, no outono de 1939, pedindo que seu governo investisse prioritariamente na pesquisa em armas nucleares. Como resultado, os norte-americanos foram os primeiros a fabricar uma bomba at\u00f4mica. Este empreendimento, chamado Projeto Manhattan, teve a participa\u00e7\u00e3o dos governos da Gr\u00e3-Bretanha, do Canad\u00e1 e cientistas de v\u00e1rias.<\/p>\n

N\u00e3o demorou muito, e no final da Segunda Guerra Mundial, em 16 de julho de 1945, no deserto do Novo M\u00e9xico, os Estados Unidos realizaram o primeiro teste com uma bomba at\u00f4mica Essa bomba fora feita de plut\u00f4nio e estimava-se que tinha mil vezes a pot\u00eancia de uma bomba militar convencional. Entretanto, a explos\u00e3o foi cinq\u00fcenta vezes maior do que a estimada. Al\u00e9m disso, a maioria da energia foi liberada em apenas 1 ms, comprovando que a bomba at\u00f4mica, com elevado poder de destrui\u00e7\u00e3o, \u00e9 ideal como arma estrat\u00e9gica. O resultado do teste satisfez uma parte dos pol\u00edticos e militares que procuravam um poder b\u00e9lico cada vez maior. Estava iniciada a era nuclear.<\/p>\n

Em 6 de agosto de 1945, 21 dias ap\u00f3s o primeiro teste at\u00f4mico, a for\u00e7a a\u00e9rea norte americana lan\u00e7ou uma bomba at\u00f4mica sobre a cidade de Hiroshima, no Jap\u00e3o. Isso foi uma repres\u00e1lia dos Estados Unidos contra o ataque dos japoneses na base americana de Pearl Harbor. Essa bomba at\u00f4mica de 235U tinha um poder de 12,5 kilotons. No momento da explos\u00e3o, cerca de vinte mil pessoas morreram instantaneamente. Milhares de pessoas ainda morreram durante dezenas de anos posteriores devido \u00e0s conseq\u00fc\u00eancias da radia\u00e7\u00e3o nuclear. Existe um caso de uma fam\u00edlia que devido a exposi\u00e7\u00e3o \u00e0 radia\u00e7\u00e3o da bomba sofreu muta\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica. Todos os filhos da fam\u00edlia nasceram sem apresentar nenhum p\u00ealo em nenhuma parte do corpo. Um desses filhos se tornou jogador de futebol, tendo algumas passagens pela sele\u00e7\u00e3o japonesa.<\/p>\n

N\u00e3o satisfeitos, depois de tr\u00eas dias, em 9 de agosto, os norte-americanos lan\u00e7aram uma segunda bomba at\u00f4mica sobre a cidade de Nagasaki. Essa foi uma bomba de plut\u00f4nio, com pot\u00eancia de 22kiloton. A Segunda Guerra Mundial foi, de fato, uma guerra at\u00f4mica. Dessa maneira, os Estados Unidos simplesmente arrasaram por completo duas cidades japonesas. A essa altura, Einstein se arrependia profundamente do gesto que fez 6 anos antes.<\/p>\n

Fonte: www.ifi.unicamp.br<\/p>\n

F\u00edsica Nuclear<\/h6>\n

\n

A intera\u00e7\u00e3o gravitacional \u00e9 respons\u00e1vel pelas estruturas muito grandes, como as gal\u00e1xias, sistemas planet\u00e1rios e estelares. Na experi\u00eancia cotidiana, a intera\u00e7\u00e3o gravitacional aparece como o peso dos corpos. A intera\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica \u00e9 respons\u00e1vel pelas propriedades gerais dos \u00e1tomos e das mol\u00e9culas, dos sistemas em que \u00e1tomos e mol\u00e9culas aparecem agregados em l\u00edquidos e s\u00f3lidos, e pelas propriedades qu\u00edmicas das subst\u00e2ncias. Na experi\u00eancia cotidiana, a intera\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica aparece como o atrito, a normal, a viscosidade e as for\u00e7as el\u00e1sticas. A intera\u00e7\u00e3o nuclear fraca ou, simplesmente, intera\u00e7\u00e3o fraca, \u00e9 respons\u00e1vel pela transforma\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea de pr\u00f3tons em n\u00eautrons (desintegra\u00e7\u00e3o\u00a0\"F\u00edsica\u00a0positiva) e de n\u00eautrons em pr\u00f3tons (desintegra\u00e7\u00e3o\u00a0\"F\u00edsica\u00a0negativa). A intera\u00e7\u00e3o nuclear forte ou, simplesmente, intera\u00e7\u00e3o nuclear, \u00e9 respons\u00e1vel por quase todas as propriedades dos n\u00facleos at\u00f4micos mas n\u00e3o produz efeitos diretamente observ\u00e1veis na experi\u00eancia cotidiana.<\/p>\n

O \u00c1tomo Nuclear<\/strong><\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

No final do s\u00e9culo XIX, o el\u00e9tron j\u00e1 estava estabelecido como part\u00edcula fundamental principalmente depois que, em 1897, J. J. Thomson determinou a sua raz\u00e3o carga \/ massa. E sabia-se que el\u00e9trons eram liberados por emiss\u00e3o termoi\u00f4nica (de um metal a alta temperatura), no efeito fotoel\u00e9trico e no decaimento b de certos elementos radioativos. Evidentemente que os el\u00e9trons podiam ser considerados como constituintes b\u00e1sicos dos \u00e1tomos.<\/p>\n

Modelo de Thomson<\/h2>\n

No modelo de J. J. Thomson, proposto em 1904, o \u00e1tomo era considerado como um tipo de fluido com uma distribui\u00e7\u00e3o esf\u00e9rica cont\u00ednua de carga positiva onde se incrustavam os el\u00e9trons, com carga negativa, em n\u00famero suficiente para neutralizar a carga positiva. O modelo tinha como hip\u00f3tese a exist\u00eancia de configura\u00e7\u00f5es est\u00e1veis para os el\u00e9trons ao redor das quais estes oscilariam. Contudo, segundo a teoria eletromagn\u00e9tica cl\u00e1ssica, n\u00e3o pode existir qualquer configura\u00e7\u00e3o est\u00e1vel num sistema de part\u00edculas carregadas se a \u00fanica intera\u00e7\u00e3o entre elas \u00e9 de car\u00e1ter eletromagn\u00e9tico. Al\u00e9m disso, como qualquer part\u00edcula com carga el\u00e9trica em movimento acelerado emite radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, o modelo tinha como outra hip\u00f3tese que os modos normais das oscila\u00e7\u00f5es dos el\u00e9trons deveriam ter as mesmas freq\u00fc\u00eancias que aquelas que se observavam associadas \u00e0s raias dos espectros at\u00f4micos. Mas n\u00e3o foi encontrada qualquer configura\u00e7\u00e3o para os el\u00e9trons de qualquer \u00e1tomo cujos modos normais tivessem qualquer uma das freq\u00fc\u00eancias esperadas. De qualquer modo, o modelo de Thomson foi abandonado principalmente devido aos resultados das experi\u00eancias de H. Geiger e E. Marsden.<\/p>\n

Experimento de Rutherford<\/h2>\n

Na \u00e9poca em que J. J. Thomson prop\u00f4s seu modelo, H. Geiger e E. Marsden estudavam o espalhamento de feixes bem colimados de part\u00edculas a, que j\u00e1 se sabia serem n\u00facleos de \u00e1tomos de h\u00e9lio (He++), por finas folhas de ouro, pelo que hoje se conhece como a experi\u00eancia de Rutherford. Uma fonte radioativa emite part\u00edculas a que s\u00e3o colimadas, formando um feixe paralelo e estreito, que incide sobre uma folha met\u00e1lica muito pouco espessa.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Para que fosse poss\u00edvel construir tal folha, a maleabilidade do metal deveria ser grande e, por isso, era usado normalmente o ouro. A folha \u00e9 t\u00e3o fina que as part\u00edculas a atravessam completamente com apenas uma pequena diminui\u00e7\u00e3o no m\u00f3dulo da velocidade. Ao atravessar a folha, entretanto, cada part\u00edcula a sofre muitos desvios devido a sua intera\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica com as cargas positivas e negativas dos \u00e1tomos da folha. As part\u00edculas espalhadas eram detectadas por um microsc\u00f3pio com uma tela de sulfeto de zinco (ZnS). A tela de sulfeto de zinco cintila no local onde incide uma part\u00edcula a. O microsc\u00f3pio permite identificar a cintila\u00e7\u00e3o de cada part\u00edcula a individualmente. Os resultados experimentais de Geiger e Marsden mostraram que o n\u00famero de part\u00edculas a que eram desviadas com \u00e2ngulos de 90o ou maiores era muito maior que o esperado pelo modelo de Thomson. Em 1911, E. Rutherford mostrou que os dados de Geiger e Marsden eram consistentes com um modelo at\u00f4mico em que a carga positiva do \u00e1tomo se concentrava em uma pequena regi\u00e3o que, al\u00e9m disso, continha praticamente toda a massa do \u00e1tomo, com os el\u00e9trons espalhados ao redor dessa pequena regi\u00e3o (chamada n\u00facleo).<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

O raio de um n\u00facleo t\u00edpico \u00e9 cerca de dez mil vezes menor que o raio do \u00e1tomo ao qual pertence mas cont\u00e9m mais de 99,9% da massa desse \u00e1tomo.<\/p>\n

Caracter\u00edsticas Gerais do N\u00facleo<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Constitui\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

O n\u00facleo at\u00f4mico \u00e9 composto de part\u00edculas chamadas n\u00facleons. Existem duas esp\u00e9cies de n\u00facleons: os pr\u00f3tons, com carga el\u00e9trica positiva, e os n\u00eautrons, sem carga el\u00e9trica. Pr\u00f3tons e n\u00eautrons t\u00eam spin \u00bd e obedecem ao princ\u00edpio de exclus\u00e3o de Pauli.<\/p>\n

O n\u00facleo do elemento da tabela peri\u00f3dica de n\u00famero at\u00f4mico Z \u00e9 constitu\u00eddo de Z pr\u00f3tons e N n\u00eautrons. No \u00e1tomo neutro correspondente, existem ao redor desse n\u00facleo Z el\u00e9trons. A = N + Z \u00e9 o n\u00famero de n\u00facleons ou, como tamb\u00e9m \u00e9 chamado, n\u00famero de massa.<\/p>\n

As massas nucleares s\u00e3o convenientemente expressas em unidades de massa at\u00f4mica (u). Uma unidade de massa at\u00f4mica \u00e9 definida como sendo exatamente um dozeavos da massa de um \u00e1tomo de carbono 12. Em outras palavras, a massa de um \u00e1tomo de carbono 12 \u00e9, por defini\u00e7\u00e3o, exatamente 12 u. Em termos num\u00e9ricos:<\/p>\n

1u = 1,6605 x 10-27\u00a0kg<\/p>\n

A massa de um \u00e1tomo de carbono 12 vale:<\/p>\n

m = ( 12 ) ( 1,6605 x 10-27\u00a0kg ) = 1,9926 x 10-26\u00a0kg<\/p>\n

e esse valor inclui as massas dos pr\u00f3tons, n\u00eautrons e el\u00e9trons. A massa de um el\u00e9tron \u00e9:<\/p>\n

me\u00a0= 9,11 x 10-31\u00a0kg<\/p>\n

de modo que a massa dos 12 el\u00e9trons do \u00e1tomo de carbono 12 \u00e9:<\/p>\n

m12e\u00a0= ( 12 ) ( 9,11 x 10-31kg ) = 1,0932 x 10-31\u00a0kg<\/p>\n

e:<\/p>\n

m \/ m12e\u00a0= ( 1,9926 x 10-26\u00a0kg ) \/ ( 1,0932 x 10-31\u00a0kg ) = 1,8227 x 105<\/p>\n

Assim, a massa dos el\u00e9trons \u00e9 desprez\u00edvel comparada \u00e0 massa do \u00e1tomo e a massa do \u00e1tomo pode ser considerada igual \u00e0 massa do n\u00facleo at\u00f4mico. Em termos da unidade de massa at\u00f4mica, as massas do pr\u00f3ton e do n\u00eautron s\u00e3o, respectivamente:<\/p>\n

mP\u00a0= 1,0078 u\u00a0
\n mN\u00a0= 1,0087 u<\/p>\n

Com o valor c = 2,9979 x 108\u00a0m\/s para o m\u00f3dulo da velocidade da luz no v\u00e1cuo e a rela\u00e7\u00e3o entre o joule e o megaeletron-volt: 1J = 6,2415 x 1012\u00a0MeV, vem:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

uc2\u00a0= 931,4815 MeV\u00a0
\n mec2\u00a0= 511,0244 x 10-3\u00a0MeV = 0,5110 MeV\u00a0
\n mPc2\u00a0= 938,7471 MeV\u00a0
\n mNc2\u00a0= 939,5854 MeV<\/p>\n

Is\u00f3topos<\/h2>\n

Is\u00f3topos s\u00e3o n\u00facleos associados ao mesmo elemento da tabela peri\u00f3dica (mesmo n\u00famero at\u00f4mico) mas com diferentes n\u00fameros de n\u00eautrons. Por exemplo, ao elemento hidrog\u00eanio (Z = 1) est\u00e3o associados is\u00f3topos com N = 0, N = 1 (deut\u00e9rio) e N = 2 (tr\u00edtio), referidos, tamb\u00e9m, pelo n\u00famero de massa: hidrog\u00eanio 1, hidrog\u00eanio 2 e hidrog\u00eanio 3, e ao elemento oxig\u00eanio (Z = 8) est\u00e3o associados is\u00f3topos com N = 7, N = 8, N = 9 e N = 10, referidos pelo n\u00famero de massa: oxig\u00eanio 15, oxig\u00eanio 16, oxig\u00eanio 17 e oxig\u00eanio 18. Aos 112 elementos conhecidos est\u00e3o associados uns 270 is\u00f3topos est\u00e1veis e mais de 2.000 inst\u00e1veis.<\/p>\n

Is\u00f3baros<\/h2>\n

Is\u00f3baros s\u00e3o n\u00facleos associados a elementos diferentes da tabela peri\u00f3dica mas com iguais n\u00fameros de massa. Por exemplo, os n\u00facleos ber\u00edlio 10 (Z = 4, N = 6), boro 10 (Z = 5,N = 5) e carbono 10 (Z = 6, N = 4) s\u00e3o n\u00facleos is\u00f3baros.<\/p>\n

Simbologia<\/h2>\n

\u00c9 usual representar o n\u00facleo de n\u00famero de massa A e n\u00famero at\u00f4mico Z por\u00a0AXZ\u00a0ou simplesmente\u00a0AX, onde X \u00e9 o s\u00edmbolo do elemento correspondente. Por exemplo, o n\u00facleo oxig\u00eanio 17 \u00e9 representado por\u00a017O8\u00a0ou, simplesmente,17O. O n\u00famero de n\u00eautrons N n\u00e3o precisa ser representado porque N = A – Z.<\/p>\n

Tamanho<\/h2>\n

As t\u00e9cnicas mais importantes para a determina\u00e7\u00e3o do raio nuclear s\u00e3o aquelas que incluem o espalhamento de n\u00eautrons e el\u00e9trons. Como os n\u00eautrons n\u00e3o t\u00eam carga el\u00e9trica, n\u00e3o s\u00e3o influenciados pela intera\u00e7\u00e3o coulombiana nem com os n\u00eautrons nem com os pr\u00f3tons do n\u00facleo. Mas como s\u00e3o influenciados pela intera\u00e7\u00e3o nuclear tanto com os n\u00eautrons quanto com os pr\u00f3tons do n\u00facleo, os n\u00eautrons espalhados sondam a distribui\u00e7\u00e3o de massa do n\u00facleo. Por outro lado, os el\u00e9trons n\u00e3o s\u00e3o influenciados pela intera\u00e7\u00e3o nuclear nem com os n\u00eautrons nem com os pr\u00f3tons do n\u00facleo. Mas, como t\u00eam carga el\u00e9trica n\u00e3o nula, s\u00e3o influenciados pela intera\u00e7\u00e3o coulombiana com os pr\u00f3tons do n\u00facleo e sondam, assim, a distribui\u00e7\u00e3o de carga do n\u00facleo. O raio de um n\u00facleo com n\u00famero de massa A, suposto esf\u00e9rico, \u00e9 dado, com precis\u00e3o consider\u00e1vel, por:<\/p>\n

R = r0\u00a0A1\/3<\/p>\n

onde r0\u00a0\u00e9 um coeficiente emp\u00edrico, o mesmo para todos os n\u00facleos, com r0 = 1,4 fm para a distribui\u00e7\u00e3o de massa e r0\u00a0= 1,2 fm para a distribui\u00e7\u00e3o de carga. Aqui usa-se como unidade de comprimento o fermi:<\/p>\n

1fm = 10-15\u00a0m<\/p>\n

Esses n\u00fameros indicam que a distribui\u00e7\u00e3o de massa nuclear avan\u00e7a um pouco al\u00e9m da distribui\u00e7\u00e3o de carga.\u00a0
\n Para o volume do n\u00facleo, temos:<\/p>\n

V = 4\"F\u00edsicaR3\u00a0\/ 3 = ( 4\"F\u00edsica\"F\u00edsica03\u00a0\/ 3 ) A<\/p>\n

Como o volume \u00e9 proporcional ao n\u00famero de n\u00facleons e o fator de proporcionalidade \u00e9 o mesmo para todos os n\u00facleos, a dist\u00e2ncia m\u00e9dia entre n\u00facleons \u00e9 a mesma para todos os n\u00facleos. A densidade da mat\u00e9ria nuclear tamb\u00e9m \u00e9 a mesma para todos os n\u00facleos, ou seja, \u00e9 independente de A:<\/p>\n

\"F\u00edsica\u00a0= M \/ V = Au \/ ( 4\"F\u00edsica\"F\u00edsica03\u00a0\/ 3 ) A = 3u \/ 4\"F\u00edsica\"F\u00edsica03<\/p>\n

e em n\u00fameros:<\/p>\n

\"F\u00edsica\u00a0= 3 ( 1,6605 x 10-27\u00a0kg ) \/ 4p ( 1,4 x 10-15\u00a0m )3\u00a0= 1,4447 x 1017\u00a0kg \/ m3<\/p>\n

Um n\u00facleo n\u00e3o tem, evidentemente, um raio exatamente definido como se poderia inferir da f\u00f3rmula acima, nem uma densidade constante no interior da esfera definida por esse raio. Na verdade, a densidade nuclear diminui at\u00e9 zero dentro de um intervalo radial cujo centro \u00e9 dado pela f\u00f3rmula acima. Por exemplo, para as distribui\u00e7\u00f5es de carga e de massa do carbono 12:<\/p>\n

RC\u00a0[\u00a012C ] = 1,2 (12)1\/3\u00a0fm\u00a0\"F\u00edsica\u00a02,7 fm
\n RM\u00a0[\u00a012C ] = 1,4 (12)1\/3\u00a0fm\u00a0\"F\u00edsica\u00a03,2 fm<\/p>\n

e do cobalto 59:<\/p>\n

RC\u00a0[\u00a059Co\u00a0] = 1,2 (59)1\/3\u00a0fm\u00a0\"F\u00edsica\u00a04,6 fm
\n RM\u00a0[\u00a059Co\u00a0] = 1,4 (59)1\/3\u00a0fm\u00a0\"F\u00edsica\u00a05,4 fm<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Assim, a uma dist\u00e2ncia do centro do n\u00facleo de 2,7 fm para o carbono 12 e de 4,6 fm para o cobalto 59, a densidade de carga tem a metade do valor que atinge na regi\u00e3o central.<\/p>\n

Da rela\u00e7\u00e3o R = ro\u00a0A1\/3\u00a0vem que R3\u00a0= ro3\u00a0A e da\u00ed pode-se concluir que o volume do n\u00facleo \u00e9 proporcional ao n\u00famero de n\u00facleons e o n\u00famero de n\u00facleons por unidade de volume \u00e9 constante. Portanto, a densidade de n\u00facleons \u00e9 constante. E como a massa de um pr\u00f3ton \u00e9 muito pr\u00f3xima da massa de um n\u00eautron, a densidade de massa tamb\u00e9m \u00e9 constante. E mais, como a intera\u00e7\u00e3o nuclear forte \u00e9 independente da carga el\u00e9trica, os pr\u00f3tons e os n\u00eautrons est\u00e3o distribu\u00eddos mais ou menos uniformemente no n\u00facleo e a densidade de carga tamb\u00e9m \u00e9 constante. Na verdade, nos n\u00facleos com n\u00famero de massa A grande, a densidade de carga na regi\u00e3o central aparece diminu\u00edda devido \u00e0 repuls\u00e3o coulombiana entre os pr\u00f3tons.<\/p>\n

As formas de alguns n\u00facleos afastam-se significativamente da forma esf\u00e9rica e devem ser consideradas elipsoidais ou, mesmo, com a forma de uma p\u00eara.<\/p>\n

Energia de Liga\u00e7\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Dado um n\u00facleo qualquer, a energia liberada quando da sua forma\u00e7\u00e3o a partir dos seus pr\u00f3tons e n\u00eautrons separados de uma dist\u00e2ncia infinita ou, o que d\u00e1 no mesmo, a energia que deve ser fornecida a esse n\u00facleo para separar seus pr\u00f3tons e n\u00eautrons de uma dist\u00e2ncia infinita \u00e9 o que se chama de energia de liga\u00e7\u00e3o de tal n\u00facleo.<\/p>\n

Por outro lado, a rela\u00e7\u00e3o E = mc2, que Einstein demonstrou em 1905 e que j\u00e1 est\u00e1 verificada por um grande n\u00famero de experimentos, significa que se um dado sistema ganha uma certa quantidade de energia E, sua massa aumenta de uma quantidade dada por E \/ c2, e inversamente, se um dado sistema perde uma certa quantidade de energia E, sua massa fica diminu\u00edda de uma quantidade dada por E \/ c2. Aqui, c representa o m\u00f3dulo da velocidade da luz no v\u00e1cuo.<\/p>\n

Ent\u00e3o, sendo E a energia de liga\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo com Z pr\u00f3tons e ( A – Z ) n\u00eautrons, de massa MZ,A, pode-se escrever:<\/p>\n

ZmP\u00a0+ ( A – Z )mN\u00a0= MZ,A\u00a0+ E \/ c2<\/p>\n

onde mP\u00a0e mN\u00a0s\u00e3o, respectivamente, as massas do pr\u00f3ton e do n\u00eautron. Da\u00ed, a energia de liga\u00e7\u00e3o fica:<\/p>\n

E = [ ZmP\u00a0+ ( A – Z )mN\u00a0– MZ,A\u00a0] c2<\/p>\n

Assim, com as massas determinadas experimentalmente, a energia de liga\u00e7\u00e3o de qualquer n\u00facleo pode ser determinada. Por exemplo,como:<\/p>\n

mP\u00a0= 1,0078 u\u00a0
\n mN\u00a0= 1,0087 u\u00a0
\n mHe = 4,0026 u<\/p>\n

e<\/p>\n

uc2\u00a0= 931,4815 MeV<\/p>\n

a energia de liga\u00e7\u00e3o para a part\u00edcula a, ou seja, para o h\u00e9lio 4, fica:<\/p>\n

E = [ 2 ( 1,0078 ) + 2 ( 1,0087 ) – 4,0026 ] ( 931,4815 MeV ) = 28,3170 MeV<\/p>\n

Estritamente falando, essa \u00e9 a energia de liga\u00e7\u00e3o de um \u00e1tomo de h\u00e9lio 4. Contudo, como a energia de liga\u00e7\u00e3o dos el\u00e9trons ao n\u00facleo \u00e9 desprez\u00edvel ( da ordem de 1 eV ), a energia de liga\u00e7\u00e3o nuclear \u00e9 praticamente igual \u00e0 energia de liga\u00e7\u00e3o at\u00f4mica.\u00a0
\n Como outro exemplo, seja a energia de liga\u00e7\u00e3o do n\u00facleo l\u00edtio 6, cuja massa vale mLi\u00a0= 6,0151 u:<\/p>\n

E = [ 3 ( 1,0078 ) + 3 ( 1,0087 ) – 6,0151 ] ( 931,4815 MeV ) = 32,0430 MeV<\/p>\n

Relativamente \u00e0 dissocia\u00e7\u00e3o completa, o n\u00facleo l\u00edtio 6 \u00e9 mais est\u00e1vel que o n\u00facleo h\u00e9lio 4. Contudo, as estruturas nucleares n\u00e3o se dissociam completamente em seus n\u00facleons individuais. No caso de um n\u00facleo naturalmente radioativo (n\u00facleo pai) pode acontecer a dissocia\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea em um n\u00facleo menor (n\u00facleo filho) e uma part\u00edcula a. Por exemplo:<\/p>\n

226Ra88\u00a0—> Rn86\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

Como:<\/p>\n

mRa\u00a0= 226,0254 u
\n mRn\u00a0= 222,0175 u
\n mHe\u00a0= 4,0026 u<\/p>\n

vem:<\/p>\n

ERa\u00a0= [ 88 ( 1,0078 ) + ( 226 – 88 )( 1,0087 ) – 226,0254 ] ( 931,4815 MeV ) = 1734,0460 MeV<\/p>\n

e:<\/p>\n

ERa+He\u00a0= [ 88 ( 1,0078 ) + ( 226 – 88 )( 1,0087 ) – 222,0175 – 4,0026 ] ( 931,4815 MeV ) = 1738,9828 MeV<\/p>\n

Como a energia de liga\u00e7\u00e3o do\u00a0226Ra88\u00a0\u00e9 menor do que a soma das energias de liga\u00e7\u00e3o do\u00a0222Ra86\u00a0e do\u00a04He2, a rea\u00e7\u00e3o indicada acima \u00e9 realmente espont\u00e2nea. Deve-se observar que:<\/p>\n

ERn+He\u00a0– ERa\u00a0= [ – 222,0175 – 4,0026 + 226,0254 ]( 931,4815 MeV ) = + 4,9369 MeV<\/p>\n

A massa do r\u00e1dio 226 \u00e9 maior do que a soma das massas do rad\u00f4nio 222 e da part\u00edcula a. Levando em conta a rela\u00e7\u00e3o E = mc2, isto significa, em termos energ\u00e9ticos, que o sistema no estado inicial tem uma energia maior do que no estado final, ou seja, o sistema passa de um estado a outro de menor energia e, portanto, mais est\u00e1vel. Por outro lado, em termos da energia de liga\u00e7\u00e3o, a diferen\u00e7a ERn+He\u00a0— ERa, sendo positiva, indica que, para separar o sistema em seus constituintes b\u00e1sicos, a energia necess\u00e1ria \u00e9 maior no estado final e, portanto, este \u00e9 mais est\u00e1vel. De qualquer modo, a rea\u00e7\u00e3o indicada acima \u00e9 espont\u00e2nea.
\n Agora, seja a rea\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

107Ag47\u00a0—>\u00a0103Rh45\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

e sendo:<\/p>\n

mAg\u00a0= 106,9041 u
\n mRn\u00a0= 102,9048 u
\n mHe\u00a0= 4,0026 u<\/p>\n

vem:<\/p>\n

ERh+He\u00a0– EAg\u00a0= [ – 102,9048 – 4,0026 + 106,9041 ]( 931,4815 MeV ) = – 3,0739 MeV<\/p>\n

A massa da prata 107 \u00e9 menor do que a soma das massas do r\u00f3dio 103 e da part\u00edcula a. Levando em conta a rela\u00e7\u00e3o E = mc, isto significa, em termos energ\u00e9ticos, que o sistema no estado inicial tem uma energia menor do que no estado final, ou seja, o sistema passaria de um estado a outro de maior energia e, portanto, menos est\u00e1vel. Por outro lado, em termos da energia de liga\u00e7\u00e3o, a diferen\u00e7a\u00a0ERh+He\u00a0– EAg, sendo negativa, indica que, para separar o sistema em seus constituintes b\u00e1sicos, a energia necess\u00e1ria \u00e9 menor no estado final e, portanto, este seria menos est\u00e1vel. Assim, de qualquer modo que se pense, a rea\u00e7\u00e3o indicada n\u00e3o \u00e9 espont\u00e2nea. O n\u00facleo prata 107 n\u00e3o pode decair espontaneamente por emiss\u00e3o de part\u00edcula\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

O que foi mostrado \u00e9 que a radioatividade natural por decaimento a pode acontecer quando a massa do n\u00facleo pai \u00e9 maior que a soma das massas do n\u00facleo filho e da part\u00edcula\u00a0\"F\u00edsica. O mesmo tipo de argumento pode ser feito para discutir a emiss\u00e3o de el\u00e9trons ou p\u00f3sitrons no decaimento\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

Energia de Liga\u00e7\u00e3o por N\u00facleon<\/h2>\n

Uma indica\u00e7\u00e3o da estabilidade nuclear resultante das intera\u00e7\u00f5es coulombiana e nuclear forte \u00e9 dada pelo gr\u00e1fico da energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon, E \/ A, em fun\u00e7\u00e3o do n\u00famero de n\u00facleons, A. O gr\u00e1fico de E \/ A contra A inclui tanto n\u00facleos est\u00e1veis quanto n\u00facleos radioativos. O n\u00facleo com a menor energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon \u00e9 o hidrog\u00eanio 2 (deut\u00e9rio) e o n\u00facleo com a maior energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon \u00e9 o ferro 56. Assim, esse gr\u00e1fico tem um m\u00e1ximo em A\u00a0\"F\u00edsica\u00a056.<\/p>\n

Os n\u00facleons s\u00e3o mantidos juntos pela intera\u00e7\u00e3o nuclear, de car\u00e1ter atrativo, apesar do efeito contr\u00e1rio da intera\u00e7\u00e3o coulombiana, de car\u00e1ter repulsivo, entre os pr\u00f3tons. Como E \/ A varia muito pouco com o aumento de A para n\u00facleos n\u00e3o muito pequenos, cada n\u00facleon deve interagir atrativamente pela intera\u00e7\u00e3o nuclear apenas com um certo n\u00famero de outros n\u00facleons de sua vizinhan\u00e7a imediata, e esse n\u00famero \u00e9 independente de A.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

A diminui\u00e7\u00e3o lenta de E \/ A para A > 56 \u00e9 conseq\u00fc\u00eancia do aumento do n\u00famero de pr\u00f3tons com o aumento de A e do alcance infinito da intera\u00e7\u00e3o coulombiana, com cada pr\u00f3ton interagindo repulsivamente com todos os outros pr\u00f3tons do n\u00facleo. A diminui\u00e7\u00e3o \u00e9 lenta apesar de o efeito depender do n\u00famero total de pares de pr\u00f3tons porque a intera\u00e7\u00e3o coulombiana \u00e9 cerca de 100 vezes menos intensa que a intera\u00e7\u00e3o nuclear. Por outro lado, para n\u00facleos com A < 56, E \/ A diminui cada vez mais rapidamente com a diminui\u00e7\u00e3o de A porque, ent\u00e3o, diminui cada vez mais rapidamente o n\u00famero de n\u00facleons na vizinhan\u00e7a imediata de qualquer n\u00facleon, onde a intera\u00e7\u00e3o nuclear \u00e9 efetiva. Assim, enquanto a intera\u00e7\u00e3o nuclear contribui para a estabilidade do n\u00facleo, a intera\u00e7\u00e3o coulombiana contribui para a sua desestabiliza\u00e7\u00e3o.
\n Como o gr\u00e1fico da energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon em fun\u00e7\u00e3o do n\u00famero de n\u00facleons apresenta um m\u00e1ximo em A\u00a0\"F\u00edsica\u00a056, tanto processos de fus\u00e3o de n\u00facleos leves quanto processos de fiss\u00e3o de n\u00facleos pesados podem levar a libera\u00e7\u00e3o de energia e podem, portanto, servir de fundamento tanto para a constru\u00e7\u00e3o de reatores de gera\u00e7\u00e3o de energia quanto para a constru\u00e7\u00e3o de bombas com extremo poder de destrui\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Fus\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Fus\u00e3o nuclear \u00e9 o processo de forma\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo a partir da colis\u00e3o e posterior jun\u00e7\u00e3o de dois n\u00facleos menores. Os n\u00facleos que colidem devem ter, inicialmente, uma energia cin\u00e9tica que lhes permita se aproximar contra a repuls\u00e3o coulombiana o suficiente para que a intera\u00e7\u00e3o nuclear forte passe a ser efetiva e mais importante. Como a repuls\u00e3o coulombiana \u00e9 tanto mais importante quanto maior a carga el\u00e9trica dos n\u00facleos em colis\u00e3o, a fus\u00e3o nuclear pode ser provocada com mais facilidade entre n\u00facleos com n\u00famero pequeno de pr\u00f3tons. De qualquer modo, a fus\u00e3o nuclear com libera\u00e7\u00e3o de energia s\u00f3 ocorre se o n\u00famero de n\u00facleons do n\u00facleo resultante \u00e9 menor ou da ordem de 56. A t\u00edtulo de exemplo, seja a fus\u00e3o de dois n\u00facleos de oxig\u00eanio 16 para formar um n\u00facleo de enxofre 32:<\/p>\n

16O +\u00a016O —>\u00a032S<\/p>\n

Pela observa\u00e7\u00e3o do gr\u00e1fico E \/ A contra A tem-se aproximadamente 7,8 MeV e 8,6 MeV, respectivamente, para a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon para os n\u00facleos\u00a016O e\u00a032S. Assim, as energias de liga\u00e7\u00e3o dos sistemas inicial e final s\u00e3o:<\/p>\n

E [\u00a016O +\u00a016O ] = ( 2 )( 16 )( 7,8 MeV ) = 249,9 MeV<\/p>\n

e<\/p>\n

E [\u00a032S ] = ( 32 )( 8,6 MeV ) = 275,2 MeV<\/p>\n

Ao passar do estado inicial para o estado final, o sistema sofre uma varia\u00e7\u00e3o de energia dada por:<\/p>\n

DE = E [\u00a032S ] – E [\u00a016O +\u00a016O ] = 25,6 MeV<\/p>\n

Como\u00a0\"F\u00edsicaE > 0, a energia de liga\u00e7\u00e3o do n\u00facleo resultante \u00e9 maior do que a soma das energias de liga\u00e7\u00e3o dos n\u00facleos iniciais. Em outras palavras, como uma energia de 275,2 MeV deve ser fornecida ao sistema no estado final (n\u00facleo\u00a032S) para separ\u00e1-lo em n\u00facleons infinitamente separados e uma energia de 249,6 MeV deve ser fornecida ao sistema no estado inicial (os dois n\u00facleos\u00a016O) para separ\u00e1-lo em n\u00facleons infinitamente separados, o sistema deve ter perdido uma energia de 25,6 MeV. Esse resultado se deve ao fato de as energias de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon dos n\u00facleos iniciais serem menores do que a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon do n\u00facleo final, ou seja, a fus\u00e3o nuclear com libera\u00e7\u00e3o de energia s\u00f3 ocorre se o n\u00famero de n\u00facleons do n\u00facleo resultante \u00e9 menor ou da ordem de 56, j\u00e1 que a curva E \/ A contra A tem m\u00e1ximo em A\u00a0\"F\u00edsica\u00a056.<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Fiss\u00e3o nuclear \u00e9 o processo de divis\u00e3o de um n\u00facleo em dois n\u00facleos menores, de tamanho compar\u00e1vel. Os n\u00facleos com um grande n\u00famero de n\u00facleons est\u00e3o sujeitos \u00e0 fiss\u00e3o espont\u00e2nea, com uma probabilidade muito pequena, e sujeitos \u00e0 fiss\u00e3o induzida por captura de n\u00eautrons, com uma probabilidade maior. A t\u00edtulo de exemplo, seja a rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o de um n\u00facleo de ur\u00e2nio 235 em um n\u00facleo de rub\u00eddio 97 e um n\u00facleo de C\u00e9sio 137:<\/p>\n

n +\u00a0235U —> [\u00a0236U ] —>\u00a097Rb +\u00a0137Cs + 2n<\/p>\n

Pela observa\u00e7\u00e3o do gr\u00e1fico E \/ A contra A tem-se aproximadamente 7,7 MeV e 8,6 MeV e 8,2 MeV, respectivamente, para os n\u00facleos236U e\u00a097Rb e137Cs. Assim, as energias de liga\u00e7\u00e3o dos sistemas inicial e final s\u00e3o:<\/p>\n

E [\u00a0236U ] = ( 236 )( 7,7 MeV ) = 1817,2 MeV<\/p>\n

e<\/p>\n

E [\u00a097Rb +\u00a0137Cs + 2n ] = ( 97 )( 8,6 MeV ) + ( 137 )( 8,2 MeV ) + ( 2 )( 7,7 MeV ) = 1973,0 MeV<\/p>\n

Ao passar do estado inicial para o estado final, o sistema sofre uma varia\u00e7\u00e3o de energia dada por:<\/p>\n

\"F\u00edsicaE = E [\u00a097Rb +\u00a0137137Cs + 2n ] – E [\u00a0236U ] = 1973,0 MeV – 1817,2 MeV = 155,8 MeV<\/p>\n

Como\u00a0\"F\u00edsicaE > 0, o sistema deve ter perdido uma energia de 155,8 MeV. Novamente, esse resultado se deve ao fato de a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon do n\u00facleo inicial (o n\u00facleo composto [\u00a0236U ]) ser menor do que a soma das energias de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon dos n\u00facleos finais e dos dois n\u00eautrons, ou seja, a fiss\u00e3o nuclear com libera\u00e7\u00e3o de energia s\u00f3 ocorre se o n\u00famero de n\u00facleons dos n\u00facleos resultantes \u00e9 maior ou da ordem de 56. Este c\u00e1lculo \u00e9 aproximado e \u00e9 o que se pode fazer a partir do gr\u00e1fico considerado. Na realidade, a energia total liberada na rea\u00e7\u00e3o \u00e9 maior porque os n\u00facleos resultantes s\u00e3o inst\u00e1veis e decaem, posteriormente, por emiss\u00e3o de el\u00e9trons, neutrinos e raios\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

Tabela de N\u00facleos<\/h3>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Propriedades da For\u00e7a Nuclear<\/h3>\n

Intensidade<\/h3>\n

Todos os n\u00facleos, exceto aqueles dos is\u00f3topos do hidrog\u00eanio, t\u00eam mais de um pr\u00f3ton. Ent\u00e3o, deve existir, entre os n\u00facleons, uma intera\u00e7\u00e3o atrativa mais intensa do que a intera\u00e7\u00e3o coulombiana repulsiva entre os pr\u00f3tons, para a mesma separa\u00e7\u00e3o. Na verdade, as for\u00e7as nucleares s\u00e3o cerca de 100 vezes mais intensas do que as for\u00e7as el\u00e9tricas.<\/p>\n

Satura\u00e7\u00e3o<\/h3>\n

O gr\u00e1fico de E \/ A contra A mostra que a energia de liga\u00e7\u00e3o por part\u00edcula \u00e9 aproximadamente constante para todos os n\u00facleos, exceto os mais leves. Assim, a energia de liga\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo \u00e9 aproximadamente proporcional ao n\u00famero de part\u00edculas desse n\u00facleo. Se cada part\u00edcula do n\u00facleo interagisse com todas as outras part\u00edculas, a energia de liga\u00e7\u00e3o deveria ser proporcional ao n\u00famero de pares de part\u00edculas, isto \u00e9, proporcional a \u00bd A ( A – 1 ), e como, para A grande, pode-se desprezar A em compara\u00e7\u00e3o a A2, a energia de liga\u00e7\u00e3o deveria ser, sim, proporcional a A2. Esse resultado est\u00e1 em contradi\u00e7\u00e3o com o resultado experimental expresso no gr\u00e1fico E \/ A contra A. A contradi\u00e7\u00e3o desaparece se se sup\u00f5e que cada part\u00edcula do n\u00facleo interage apenas com um n\u00famero limitado de outras part\u00edculas. Assim, \u00e0 for\u00e7a nuclear se atribui a propriedade de satura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Curto Alcance e Caro\u00e7o Repulsivo<\/h3>\n

Se cada part\u00edcula do n\u00facleo n\u00e3o interage com todas as outras part\u00edculas, mas apenas com algumas part\u00edculas vizinhas, a for\u00e7a nuclear deve ser de curto alcance. Esse alcance \u00e9 da ordem de 1 fm (10-15 m). Para dist\u00e2ncias muito menores do que o alcance de 1 fm, a intera\u00e7\u00e3o nuclear \u00e9 repulsiva. A exist\u00eancia desse caro\u00e7o repulsivo explica, por exemplo, o fato de que a dist\u00e2ncia m\u00e9dia entre n\u00facleons \u00e9 independente de A e o fato de que o volume nuclear \u00e9 proporcional a A.<\/p>\n

Independ\u00eancia da Carga<\/h2>\n

A intera\u00e7\u00e3o nuclear \u00e9 independente da carga el\u00e9trica, isto \u00e9, atua igualmente entre pr\u00f3tons (intera\u00e7\u00e3o p-p), entre n\u00eautrons (intera\u00e7\u00e3o n-n) e entre pr\u00f3tons e n\u00eautrons (intera\u00e7\u00e3o p-n). A estabilidade do d\u00eauteron, o n\u00facleo com um n\u00eautron e um pr\u00f3ton, permite concluir que existe intera\u00e7\u00e3o nuclear entre n\u00eautrons e pr\u00f3tons. O n\u00famero de n\u00eautrons cresce mais rapidamente que o n\u00famero de pr\u00f3tons para n\u00facleos est\u00e1veis n\u00e3o muito pequenos, como pode ser visto na tabela dos n\u00facleos conhecidos. Isto permite concluir que existe intera\u00e7\u00e3o nuclear entre n\u00eautrons. Com o crescimento do n\u00famero de pr\u00f3tons, cresce o efeito antiestabilizante da repuls\u00e3o coulombiana. Esse crescimento s\u00f3 pode ser contrabalan\u00e7ado pelo crescimento do efeito estabilizante da intera\u00e7\u00e3o nuclear. Como cada n\u00facleon interage apenas com um n\u00famero limitado de outros n\u00facleons, o excesso de n\u00eautrons s\u00f3 pode contribuir para o crescimento do efeito estabilizante se existe intera\u00e7\u00e3o nuclear entre n\u00eautrons. Para n\u00facleos est\u00e1veis pequenos, o n\u00famero de n\u00eautrons cresce junto com o n\u00famero de pr\u00f3tons, como pode ser visto na tabela dos n\u00facleos conhecidos. Este fato mais a exist\u00eancia de intera\u00e7\u00e3o nuclear entre n\u00eautrons permite concluir que existe intera\u00e7\u00e3o nuclear tamb\u00e9m entre pr\u00f3tons e com a mesma intensidade. Se n\u00e3o existisse intera\u00e7\u00e3o nuclear entre pr\u00f3tons ou se a intera\u00e7\u00e3o nuclear entre n\u00eautrons fosse mais intensa do que a intera\u00e7\u00e3o nuclear entre pr\u00f3tons, os n\u00facleos est\u00e1veis pequenos deveriam conter um n\u00famero maior de n\u00eautrons do que de pr\u00f3tons e n\u00e3o um n\u00famero aproximadamente igual de n\u00eautrons e pr\u00f3tons como, realmente, acontece.
\n A independ\u00eancia da carga nas intera\u00e7\u00f5es nucleares \u00e9, tamb\u00e9m, corroborada pelo fato de que os resultados dos experimentos de espalhamento de pr\u00f3tons pelo n\u00facleo s\u00e3o id\u00eanticos aos resultados dos experimentos de espalhamento de n\u00eautrons.<\/p>\n

Car\u00e1ter N\u00e3o Central<\/h2>\n

A intera\u00e7\u00e3o nuclear depende da orienta\u00e7\u00e3o dos spins dos n\u00facleons relativamente \u00e0 reta que passa pelos n\u00facleons.<\/p>\n

F\u00f3rmula Semi-Emp\u00edrica da Energia de Liga\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

Com o passar do tempo e na aus\u00eancia de uma teoria detalhada para descrever a estrutura nuclear, v\u00e1rios modelos foram desenvolvidos, cada qual correlacionando os dados experimentais de um conjunto mais ou menos limitado de fen\u00f4menos nucleares. Entre os modelos formulados est\u00e3o o modelo de g\u00e1s de Fermi, o modelo uniforme, o modelo de part\u00edcula a, o modelo da gota l\u00edquida e o modelo nuclear de camadas. Com o modelo da gota l\u00edquida, em particular, foi desenvolvida a seguinte f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica para o c\u00e1lculo da energia de liga\u00e7\u00e3o nuclear:<\/p>\n

E = aV\u00a0A – aC\u00a0Z ( Z – 1 ) A-1\/3\u00a0– aS\u00a0A2\/3\u00a0– aR\u00a0( A – 2Z )2\u00a0A-1 + aPI\u00a0A-1<\/p>\n

onde um dos poss\u00edveis conjuntos de valores (em MeV) para as constantesaV, aC, aS, aR\u00a0e aPI, obtidos por ajustes de curvas experimentais, \u00e9:<\/p>\n\n\n\n
aV\u00a0= 14,0<\/th>\naC\u00a0= 0,584<\/th>\naS\u00a0= 13,1<\/th>\naR\u00a0= 19,4<\/th>\naPI\u00a0= 135\u00a0\"F\u00edsica<\/th>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

com\u00a0\"F\u00edsica\u00a0= +1 para n\u00facleos par-par (Z par e N par),\u00a0\"F\u00edsica\u00a0= 0 para n\u00facleos par-\u00edmpar (Z par e N \u00edmpar ou Z \u00edmpar e N par) e d = -1 para n\u00facleos \u00edmpar-\u00edmpar (Z \u00edmpar e N \u00edmpar).<\/p>\n

O primeiro termo do lado direto da express\u00e3o dada corresponde ao termo de volume, proporcional ao n\u00famero de n\u00facleons A, e est\u00e1 associado ao fato de ser mais ou menos constante a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon ou, o que d\u00e1 no mesmo, ao fato de que cada n\u00facleon interage apenas com um n\u00famero limitado e fixo de outros n\u00facleons.<\/p>\n

O segundo termo corresponde ao termo coulombiano, associado \u00e0 repuls\u00e3o eletrost\u00e1tica entre os pr\u00f3tons do n\u00facleo, e aparece com o sinal negativo porque o efeito de repuls\u00e3o tende a diminuir a energia de liga\u00e7\u00e3o. Como os pr\u00f3tons interagem aos pares, esse termo \u00e9 proporcional ao n\u00famero de pares de pr\u00f3tons do n\u00facleo, Z ( Z – 1 ), e como a intera\u00e7\u00e3o \u00e9 tanto menor quanto maior a dist\u00e2ncia entre os pr\u00f3tons, esse termo \u00e9 inversamente proporcional ao raio do n\u00facleo, ou seja, inversamente proporcional a A1\/3.<\/p>\n

O terceiro termo corresponde ao termo de superf\u00edcie e est\u00e1 associado ao n\u00famero de n\u00facleons da superf\u00edcie do n\u00facleo. Se os n\u00facleons do interior do n\u00facleo interagem com um dado n\u00famero de outros n\u00facleons, os n\u00facleons da superf\u00edcie interagem, em m\u00e9dia, com a metade desse n\u00famero. Como se considerou, no primeiro termo, que todos os n\u00facleons interagem com igual n\u00famero de outros n\u00facleons, deve-se descontar um termo proporcional ao n\u00famero de n\u00facleons da superf\u00edcie ou \u00e0 \u00e1rea da superf\u00edcie, ou seja, ao quadrado do raio, A2\/3.<\/p>\n

O quarto termo corresponde ao termo de simetria. Para um dado valor de A, existe um valor de Z que corresponde ao n\u00facleo mais est\u00e1vel. Para n\u00facleos pequenos, onde o efeito da repuls\u00e3o coulombiana \u00e9 pequeno, esse valor \u00e9 Z = A \/ 2 ou 2Z = A. Assim, na aus\u00eancia da repuls\u00e3o coulombiana, valores de A diferentes de 2Z levam a menor estabilidade, ou seja, a um valor menor para a energia de liga\u00e7\u00e3o nuclear e esse efeito \u00e9 representado, ent\u00e3o, por ( A – 2Z )2. O quadrado serve para garantir que tanto e excesso de n\u00eautrons quanto o excesso de pr\u00f3tons levem a uma menor estabilidade. Finalmente, o quinto e \u00faltimo termo, que corresponde ao seguinte efeito. Dos n\u00facleos est\u00e1veis, aqueles com n\u00famero par de pr\u00f3tons e n\u00eautrons s\u00e3o os mais abundantes e, presumivelmente, os mais est\u00e1veis. N\u00facleos com n\u00famero \u00edmpar de pr\u00f3tons e n\u00eautrons s\u00e3o os menos est\u00e1veis.<\/p>\n

Decaimento\u00a0\"F\u00edsica<\/h2>\n

A f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica da energia de liga\u00e7\u00e3o nuclear permite, entre outras coisas, a discuss\u00e3o da estabilidade dos n\u00facleos is\u00f3baros e do decaimento b. Como primeiro exemplo, sejam os seguintes n\u00facleos is\u00f3baros com n\u00famero de massa A = 73 (\u00edmpar): zinco, g\u00e1lio, germ\u00e2nio, ars\u00eanico e sel\u00eanio, cujas energias de liga\u00e7\u00e3o (em MeV) aparecem na tabela a seguir onde aparecem, tamb\u00e9m, os correspondentes valores absolutos (em MeV) dos v\u00e1rios termos da f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica da energia de liga\u00e7\u00e3o.\n<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Elemento<\/strong><\/td>\n73Zn30<\/strong><\/td>\n73Ga31<\/strong><\/td>\n73Ge32<\/strong><\/td>\n73As33<\/strong><\/td>\n73Se34<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
aV\u00a0A<\/td>\n1022,000<\/td>\n1022,000<\/td>\n1022,000<\/td>\n1022,000<\/td>\n1022,000<\/td>\n<\/tr>\n
aC\u00a0Z ( Z – 1 ) A-1\/3<\/td>\n121,579<\/td>\n129,964<\/td>\n138,628<\/td>\n147,572<\/td>\n156,795<\/td>\n<\/tr>\n
aS\u00a0A2\/3<\/td>\n228,818<\/td>\n228,818<\/td>\n228,818<\/td>\n228,818<\/td>\n228,818<\/td>\n<\/tr>\n
aR\u00a0( A – 2Z )\u00a02\u00a0A-1<\/td>\n44,912<\/td>\n32,156<\/td>\n21,526<\/td>\n13,022<\/td>\n6,644<\/td>\n<\/tr>\n
aPI\u00a0A-1<\/td>\n0,000<\/td>\n0,000<\/td>\n0,000<\/td>\n0,000<\/td>\n0,000<\/td>\n<\/tr>\n
E<\/td>\n626,691<\/td>\n631,062<\/td>\n633,028<\/td>\n632,588<\/td>\n629,743<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

O gr\u00e1fico da energia de liga\u00e7\u00e3o em fun\u00e7\u00e3o de Z \u00e9 uma par\u00e1bola. O n\u00facleo germ\u00e2nio 73 \u00e9 o mais est\u00e1vel porque tem a maior energia de liga\u00e7\u00e3o e aparece mais pr\u00f3ximo do v\u00e9rtice da par\u00e1bola. Os is\u00f3baros com energia de liga\u00e7\u00e3o menor aparecem nos ramos da par\u00e1bola e podem decair por emiss\u00e3o de um el\u00e9tron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica-), por emiss\u00e3o de um p\u00f3sitron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica+) ou por captura eletr\u00f4nica (captura K). Os is\u00f3baros com n\u00famero at\u00f4mico menor que o n\u00famero at\u00f4mico do is\u00f3baro mais est\u00e1vel (ramo esquerdo) decaem por emiss\u00e3o de um el\u00e9tron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica-):<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

73Zn30\"F\u00edsica\u00a073Ga31\"F\u00edsica\u00a073Ge32\u00a0(est\u00e1vel)<\/p>\n

Em termos dos n\u00facleons, o decaimento b- \u00e9 a transforma\u00e7\u00e3o de um n\u00eautron num pr\u00f3ton, com a emiss\u00e3o de um el\u00e9tron e um antineutrino:<\/p>\n

n —> p + e-\u00a0+ n\"F\u00edsica*<\/p>\n

Analogamente, os is\u00f3baros com n\u00famero at\u00f4mico maior que o n\u00famero at\u00f4mico do is\u00f3baro mais est\u00e1vel (ramo direito) decaem por emiss\u00e3o de um p\u00f3sitron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica+) ou por captura K ou por ambos:<\/p>\n

73Se34\"F\u00edsica\u00a073As33\"F\u00edsica\u00a073Ge32\u00a0(est\u00e1vel)<\/p>\n

Em termos dos n\u00facleons, o decaimento b+ \u00e9 a transforma\u00e7\u00e3o de um pr\u00f3ton num n\u00eautron, com a emiss\u00e3o de um p\u00f3sitron e um neutrino:<\/p>\n

p —> n + e+\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

A captura eletr\u00f4nica \u00e9 a captura, pelo n\u00facleo at\u00f4mico, de um el\u00e9tron orbital. Se um el\u00e9tron da camada K \u00e9 capturado, o processo \u00e9 chamado captura K. El\u00e9trons de outras camadas podem ser capturados, mas com probabilidades menores. Em termos elementares, a captura eletr\u00f4nica fica:<\/p>\n

p + e-\u00a0—> n +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

Para is\u00f3baros com n\u00famero de massa A par, a discuss\u00e3o \u00e9 um pouco diferente por causa do termo par-\u00edmpar da f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica da energia de liga\u00e7\u00e3o. Esse termo \u00e9 positivo para n\u00facleos par-par e negativo para n\u00facleos \u00edmpar-\u00edmpar, de modo que existem duas par\u00e1bolas. Como exemplo, sejam os seguintes n\u00facleos is\u00f3baros com A = 64 (par): cobalto,n\u00edquel, cobre, zinco e g\u00e1lio, cujas energias de liga\u00e7\u00e3o (em MeV) aparecem na tabela a seguir, onde aparecem, tamb\u00e9m, os correspondentes valores absolutos (em Mev) dos v\u00e1rios termos da f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica da energia de liga\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Elemento<\/strong><\/td>\n64Co27<\/strong><\/td>\n64Ni28<\/strong><\/td>\n64Cu29<\/strong><\/td>\n64Zn30<\/strong><\/td>\n64Ga31<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
aV\u00a0A<\/td>\n896,000<\/td>\n896,000<\/td>\n896,000<\/td>\n896,000<\/td>\n896,000<\/td>\n<\/tr>\n
aC\u00a0Z ( Z – 1 ) A-1\/3<\/td>\n102,492<\/td>\n110,376<\/td>\n118,552<\/td>\n127,020<\/td>\n140,306<\/td>\n<\/tr>\n
aS\u00a0A2\/3<\/td>\n209,600<\/td>\n209,600<\/td>\n209,600<\/td>\n209,600<\/td>\n209,600<\/td>\n<\/tr>\n
aR\u00a0( A – 2Z )\u00a02\u00a0A-1<\/td>\n30,313<\/td>\n19,400<\/td>\n10,913<\/td>\n4,850<\/td>\n1,213<\/td>\n<\/tr>\n
aPI\u00a0A-1<\/td>\n(-) 2,109<\/td>\n(+) 2,109<\/td>\n(-) 2,109<\/td>\n(+) 2,109<\/td>\n(-) 2,109<\/td>\n<\/tr>\n
E<\/td>\n551,486<\/td>\n558,733<\/td>\n554,826<\/td>\n556,639<\/td>\n542,772<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

A curva inferior corresponde aos n\u00facleos \u00edmpar-\u00edmpar e a curva superior, aos n\u00facleos par-par. Portanto, os primeiros s\u00e3o inst\u00e1veis em rela\u00e7\u00e3o aos segundos. Pela curva correspondente aos n\u00facleos par-par pode-se observar que existem dois is\u00f3baros est\u00e1veis com n\u00fameros at\u00f4micos diferindo por duas unidades. Os n\u00facleos com Z menor do que o Z do estado mais est\u00e1vel decaem por emiss\u00e3o de el\u00e9tron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica-) e os n\u00facleos com Z maior que o Z de um dos n\u00facleos mais est\u00e1veis decaem por emiss\u00e3o de p\u00f3sitron (decaimento\u00a0\"F\u00edsica+), captura K ou ambos. O is\u00f3baro mais pr\u00f3ximo do v\u00e9rtice da par\u00e1bola \u00edmpar-\u00edmpar pode decair por\u00a0\"F\u00edsica-,\u00a0\"F\u00edsica+ ou captura K.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

F\u00f3rmula Semi-Emp\u00edrica de Massa<\/h2>\n

A massa de um n\u00facleo com Z pr\u00f3tons e ( A – Z ) n\u00eautrons \u00e9 dada por:<\/p>\n

Mz,a\u00a0= Zmp\u00a0+ ( A – Z )mn\u00a0– E \/ c2<\/p>\n

onde mp\u00a0e mN\u00a0s\u00e3o, respectivamente, as massas do pr\u00f3ton e do n\u00eautron. Com a f\u00f3rmula acima para a energia de liga\u00e7\u00e3o, vem:<\/p>\n

Mz,a\u00a0= Zmp\u00a0+ ( A – Z )mn\u00a0– ( 1 \/ c2\u00a0) [ aV\u00a0A – aC Z ( Z – 1 ) A-1\/3\u00a0– aS\u00a0A2\/3\u00a0– aR\u00a0( A – 2Z )2\u00a0A-1\u00a0+ aPI\u00a0A-1\u00a0]<\/p>\n

Esta \u00e9 a f\u00f3rmula semi-emp\u00edrica de massa.<\/h2>\n

Espectr\u00f4metro de Massa<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Com o espectr\u00f4metro de massa determina-se massas at\u00f4micas com grande precis\u00e3o permitindo, inclusive, distinguir as massas dos is\u00f3topos de um mesmo elemento. E descontando-se a massa dos el\u00e9trons, determina-se, ent\u00e3o, as massas dos n\u00facleos correspondentes. No espectr\u00f4metro esquematizado, uma fonte produz \u00edons com carga el\u00e9trica Ze (positiva) e massa M e velocidades variadas. Os \u00edons entram numa regi\u00e3o com um campo el\u00e9trico uniforme e um campo magn\u00e9tico tamb\u00e9m uniforme, perpendiculares entre si, constituindo um filtro de velocidade. Desprezando-se a for\u00e7a peso, sobre os \u00edons atuam uma for\u00e7a el\u00e9trica e uma for\u00e7a magn\u00e9tica de mesma dire\u00e7\u00e3o e sentidos contr\u00e1rios, com m\u00f3dulos dados, respectivamente, por ZeE e ZevB. Atravessam o filtro apenas os \u00edons para os quais a for\u00e7a magn\u00e9tica e a for\u00e7a el\u00e9trica se cancelam mutuamente, isto \u00e9, \u00edons com velocidade bem determinada, de m\u00f3dulo v tal que:<\/p>\n

ZeE = ZevB<\/p>\n

ou:<\/p>\n

v = E \/ B<\/p>\n

Saindo do filtro, esses \u00edons entram numa regi\u00e3o onde existe apenas o campo magn\u00e9tico uniforme, de forma que percorrem trajet\u00f3rias circulares de raio R sob o efeito da for\u00e7a magn\u00e9tica, que faz o papel de for\u00e7a centr\u00edpeta. Assim:<\/p>\n

Mv2\u00a0\/ R = ZevB<\/p>\n

Das duas \u00faltimas express\u00f5es vem:<\/p>\n

M = ZeRB2\u00a0\/ E<\/p>\n

Como se conhece a valor absoluto da carga do el\u00e9tron, e, e o valor de Z, e se mede R, B e E, essa express\u00e3o permite determinar M, a massa dos \u00edons.<\/p>\n

C\u00e2mara de Bolhas<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

A c\u00e2mara de bolhas permite visualizar as trajet\u00f3rias das part\u00edculas emitidas pelos materiais radioativos. A c\u00e2mara de bolhas consiste de uma cavidade cujo volume pode ser controlado por um pist\u00e3o. Na cavidade existe certa subst\u00e2ncia em parte no estado l\u00edquido e em parte no estado de vapor e um g\u00e1s. No equil\u00edbrio, o g\u00e1s fica saturado de vapor. A quantidade de vapor que pode se misturar ao g\u00e1s em quest\u00e3o no equil\u00edbrio depende da temperatura da mistura. Se esta temperatura diminui rapidamente, o g\u00e1s, antes saturado, fica, agora, supersaturado, e parte do vapor passa ao estado l\u00edquido, condensando-se em pequenas gotas. A condensa\u00e7\u00e3o do vapor em gotas \u00e9 mais prov\u00e1vel ao redor de part\u00edculas, que funcionam como centros de condensa\u00e7\u00e3o. Em particular, part\u00edculas ionizadas s\u00e3o \u00f3timos centros de condensa\u00e7\u00e3o. As got\u00edculas podem ser observadas ou fotografadas a medida em que v\u00e3o se formando iluminando-se a cavidade por uma janela. Uma part\u00edcula ionizada movendo-se atrav\u00e9s da cavidade deixa um rastro de got\u00edculas e, desse modo, fica marcada sua trajet\u00f3ria.<\/p>\n

Quando o pist\u00e3o \u00e9 abaixado rapidamente, o volume da cavidade aumenta tamb\u00e9m rapidamente, a mistura de g\u00e1s e vapor se expande adiabaticamente, sua temperatura diminui, o g\u00e1s fica supersaturado e o vapor fica pronto para se condensar em got\u00edculas. Se uma amostra de material radioativo \u00e9 colocada na cavidade, aparecem, provenientes dela, feixes de part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica\u00a0e\u00a0\"F\u00edsica\u00a0e de f\u00f3tons\u00a0\"F\u00edsica. Os \u00edons produzidos por estas part\u00edculas e f\u00f3tons \u00e9 que funcionam como centros de condensa\u00e7\u00e3o. A capacidade de produzir \u00edons depende, em grande parte, da massa da part\u00edcula e da sua carga.<\/p>\n

As part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica\u00a0produzem mais \u00edons. As part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica, no seu movimento atrav\u00e9s da cavidade, interagem praticamente apenas com os el\u00e9trons dos \u00e1tomos que constituem as mol\u00e9culas do g\u00e1s e do vapor presentes. Por isso e porque sua massa \u00e9 muito maior que a massa dos el\u00e9trons, as part\u00edculas a mant\u00eam trajet\u00f3rias retil\u00edneas.<\/p>\n

As part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica\u00a0interagem tamb\u00e9m apenas com os el\u00e9trons dos \u00e1tomos que constituem as mol\u00e9culas do g\u00e1s e do vapor e como as massas s\u00e3o compar\u00e1veis, as part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica\u00a0t\u00eam muito maior probabilidade de sofrer desvios do que as part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

Desintegra\u00e7\u00e3o Radioativa<\/h2>\n

A maior parte dos n\u00facleos s\u00e3o inst\u00e1veis, ou seja, as respectivas combina\u00e7\u00f5es de pr\u00f3tons e n\u00eautrons n\u00e3o originam configura\u00e7\u00f5es nucleares est\u00e1veis. Esses n\u00facleos, chamados radioativos, se transformam pela emiss\u00e3o de part\u00edculas a, el\u00e9trons, p\u00f3sitrons, neutrinos e radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica (f\u00f3tons\u00a0\"F\u00edsica).<\/p>\n

Na tabela de n\u00facleos, cada n\u00facleo \u00e9 representado por um ponto (pequeno quadrado). Por exemplo, o ur\u00e2nio 238 \u00e9 representado pelo ponto correspondente a 92 no eixo horizontal (eixo do n\u00famero de pr\u00f3tons ou n\u00famero at\u00f4mico, Z) e 238 – 92 = 146 no eixo vertical (eixo do n\u00famero de n\u00eautrons, N). Os n\u00facleos associados aos pontos de uma mesma coluna s\u00e3o os is\u00f3topos do elemento com o n\u00famero at\u00f4mico correspondente. Os n\u00facleos associados aos pontos da reta marcada Z = N s\u00e3o aqueles para os quais o n\u00famero de pr\u00f3tons \u00e9 igual ao n\u00famero de n\u00eautrons. Alguns n\u00facleos est\u00e1veis pequenos t\u00eam Z = N.<\/p>\n

Uma caracter\u00edstica importante dos n\u00facleos \u00e9 a sua raz\u00e3o N \/ Z. Para o hidrog\u00eanio 2 (Z = 1) e o h\u00e9lio 4 (Z = 2), N \/ Z = 1, para o ferro 56 (Z = 26), N \/ Z = 30 \/ 26 = 1,16 e para o bismuto 209 (Z = 83), N \/ Z = 126 \/ 83 = 1,25. Todos s\u00e3o n\u00facleos est\u00e1veis. Com o aumento do n\u00famero at\u00f4mico dos n\u00facleos est\u00e1veis, aumenta o valor da raz\u00e3o N \/ Z. A curva que marca a tend\u00eancia dos pontos associados aos n\u00facleos est\u00e1veis \u00e9 chamada curva de estabilidade. A inclina\u00e7\u00e3o dessa curva representa a raz\u00e3o N \/ Z. De modo geral, os n\u00facleos radioativos tendem a decair produzindo n\u00facleos est\u00e1veis, isto \u00e9, n\u00facleos associados a pontos fora da curva de estabilidade tendem a se transformar em n\u00facleos associados a pontos na curva de estabilidade.<\/p>\n

N\u00facleos radioativos associados a pontos localizados abaixo e \u00e0 esquerda da curva de estabilidade t\u00eam raz\u00f5es N \/ Z muito grandes para serem est\u00e1veis. Esses n\u00facleos, como o n\u00facleo da prata 111 (Z = 47), por exemplo, t\u00eam excesso de n\u00eautrons. O ponto associado ao n\u00facleo filho vai estar mais perto da curva de estabilidade se o n\u00facleo da prata 111 emitir um el\u00e9tron, reduzindo o n\u00famero de n\u00eautrons e aumentando o n\u00famero de pr\u00f3tons [decaimento\u00a0\"F\u00edsica]. Com uma probabilidade muito pequena pode acontecer diretamente a emiss\u00e3o de um n\u00eautron, como no caso do kript\u00f4nio 87:<\/p>\n

87Kr36\u00a0—>\u00a086Kr36\u00a0+ n<\/p>\n

N\u00facleos radioativos associados a pontos localizados acima e \u00e0 direita da curva de estabilidade t\u00eam raz\u00f5es N \/ Z muito pequenas para serem est\u00e1veis. Esses n\u00facleos t\u00eam excesso de pr\u00f3tons e tendem a decair emitindo uma part\u00edcula\u00a0\"F\u00edsica\u00a0[decaimento\u00a0\"F\u00edsica] ou um p\u00f3sitron [decaimento\u00a0\"F\u00edsica]. N\u00facleos grandes, como o ur\u00e2nio 235 e o ur\u00e2nio 238, t\u00eam maior probabilidade de ajustar a raz\u00e3o N \/ Z reduzindo o n\u00famero de n\u00eautrons e o n\u00famero de pr\u00f3tons ao mesmo tempo, ou seja, emitindo part\u00edculas\u00a0\"F\u00edsica. N\u00facleos menores tendem a aumentar o n\u00famero de n\u00eautrons e reduzir o n\u00famero de pr\u00f3tons ao mesmo tempo e o fazem emitindo p\u00f3sitrons.<\/p>\n

Decaimento\u00a0\"F\u00edsica<\/h2>\n

No decaimento a, o n\u00facleo pai emite uma part\u00edcula a, ou seja, um n\u00facleo de h\u00e9lio 4, ou seja,\u00a04He2, composto de dois pr\u00f3tons e dois n\u00eautrons. Assim, quando um n\u00facleo emite uma dessas part\u00edculas, seu n\u00famero at\u00f4mico diminui de duas unidades e o seu n\u00famero de massa, de quatro unidades:<\/p>\n

\u00a0AXZ\u00a0—>\u00a0A – 4YZ – 2\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

ou:<\/p>\n

AXZ\u00a0—>\u00a0A – 4YZ – 2\u00a0+ a<\/p>\n

O n\u00facleo\u00a0AXZ\u00a0\u00e9 chamado n\u00facleo pai e o n\u00facleo\u00a0A – 4YZ – 2\u00a0\u00e9 chamado n\u00facleo filho. Por exemplo:<\/p>\n

\u00a0\u00a0232U92\u00a0—>\u00a0228Th90\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

Os n\u00facleos emissores de part\u00edcula a s\u00e3o, principalmente, aqueles com grande n\u00famero de massa, onde a repuls\u00e3o coulombiana entre os pr\u00f3tons \u00e9 muito grande. O mesmo tipo de n\u00facleo pode emitir part\u00edculas a com diferentes energias porque o n\u00facleo filho pode estar no estado fundamental ou em um estado excitado. Se o n\u00facleo filho est\u00e1 em um estado excitado ele passa, posteriormente, ao estado fundamental, por emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica (radia\u00e7\u00e3o\u00a0\"F\u00edsica). Assim, o decaimento a pode ser acompanhado de decaimento\u00a0\"F\u00edsica. Normalmente as part\u00edculas a podem ser bloqueadas por uma folha de papel.<\/p>\n

A energia liberada no decaimento a pode ser calculada pela seguinte express\u00e3o, que vem diretamente do princ\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o da energia:<\/p>\n

Q = [ MX\u00a0– MY\u00a0– ma\u00a0] c2<\/p>\n

onde MX, MY\u00a0e ma s\u00e3o, respectivamente, as massas do n\u00facleo pai, do n\u00facleo filho e da part\u00edcula\u00a0\"F\u00edsica. Para a rea\u00e7\u00e3o de decaimento do ur\u00e2nio 232 dada acima, como:<\/p>\n

MU\u00a0= 232,1095 u
\n MTh\u00a0= 228,0998 u
\n maa = 4,0026 u<\/p>\n

e:<\/p>\n

uc = 931, 4815 MeV
\n vem:<\/p>\n

Q = [ 232,1095 – 228,0998 – 4,0026 ] ( 931,4815 MeV ) = 6,6135 MeV<\/p>\n

O valor positivo para a energia liberada significa que o processo pode ocorrer espontaneamente. Esta energia fica distribu\u00edda entre o n\u00facleo filho e a part\u00edcula a em propor\u00e7\u00f5es diferentes. Para calcular estas propor\u00e7\u00f5es, suponha-se o n\u00facleo pai em repouso no momento do decaimento e o n\u00facleo filho no seu estado fundamental. Ent\u00e3o, o princ\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o da energia fornece:<\/p>\n

Q = KY\u00a0+ Ka<\/p>\n

onde:<\/p>\n

KY = \u00bd MY\u00a0vY2\u00a0e Ka = \u00bd ma\u00a0va2<\/p>\n

O princ\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o da quantidade de movimento fornece:<\/p>\n

MY\u00a0vY\u00a0= ma\u00a0va<\/p>\n

Isolando vY desta express\u00e3o e colocando na outra, vem:<\/p>\n

Q = Ka\u00a0[ ma\u00a0\/ MY + 1 ]<\/p>\n

e da\u00ed:<\/p>\n

Ka\u00a0= QMY\u00a0\/ [ ma\u00a0+ MY\u00a0]<\/p>\n

E desta express\u00e3o, com va da express\u00e3o da conserva\u00e7\u00e3o da quantidade de movimento, segue-se que:<\/p>\n

KY\u00a0= Qma\u00a0\/ [ ma\u00a0+ MY\u00a0]<\/p>\n

Assim, as energias cin\u00e9ticas da part\u00edcula a e do n\u00facleo filho s\u00e3o inversamente proporcionais \u00e0s respectivas massas. Isso fica mais claro dividindo-se uma pela outra as express\u00f5es acima, resultando Ka\u00a0\/ KY\u00a0= MY\u00a0\/ ma. Portanto, para a rea\u00e7\u00e3o de decaimento do ur\u00e2nio 232 dada acima, as energias cin\u00e9ticas da part\u00edcula a e do n\u00facleo filho, ficam:<\/p>\n

Ka\u00a0= ( 6,6135 MeV )( 228,0998 u ) \/ [ 228,0998 u + 4,0026 u ] = 6,4995 MeV<\/p>\n

e<\/p>\n

KTh\u00a0= ( 6,6135 MeV ) ( 4,0026 u ) \/ [ 228,0998 u + 4,0026 u ] = 0,1140 MeV<\/p>\n

Nenhum n\u00facleo decai espontaneamente com emiss\u00e3o de pr\u00f3tons, n\u00eautrons, d\u00eauterons ou qualquer outro tipo de grupo de n\u00facleons porque os correspondentes valores de Q s\u00e3o negativos. Por exemplo, para o processo:<\/p>\n

232U92\u00a0—>\u00a0231U92\u00a0+ n<\/p>\n

com:<\/p>\n

MU232\u00a0= 232,1095 u
\n MU231\u00a0= 231,1082 u
\n mn\u00a0= 1,0087 u<\/p>\n

vem:<\/p>\n

Q = [ 232,1095 – 231,1082 – 1,0087 ] ( 931,4556 MeV ) = – 6,8928 MeV<\/p>\n

Portanto, o ur\u00e2nio 232 \u00e9 est\u00e1vel em rela\u00e7\u00e3o ao decaimento pela emiss\u00e3o de um n\u00eautron. As desintegra\u00e7\u00f5es mencionadas acima s\u00f3 podem ocorrer com o fornecimento de energia para o n\u00facleo pai para lev\u00e1-lo a um estado excitado. Esse tipo de processo \u00e9 o que mais propriamente se chama de rea\u00e7\u00e3o nuclear.<\/p>\n

Decaimento\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

Quando o n\u00famero de n\u00eautrons \u00e9 grande comparado ao n\u00famero de pr\u00f3tons, o n\u00facleo correspondente pode ser inst\u00e1vel e o n\u00famero de n\u00eautrons pode ser diminu\u00eddo pela transforma\u00e7\u00e3o de um n\u00eautron num pr\u00f3ton. Essa transforma\u00e7\u00e3o \u00e9 acompanhada da emiss\u00e3o de um el\u00e9tron e de um anti-neutrino:<\/p>\n

n —> p + e- +\u00a0\"F\u00edsica*<\/p>\n

O n\u00facleo filho tem o mesmo n\u00famero de massa que o n\u00facleo pai, mas um n\u00famero at\u00f4mico com uma unidade a mais:<\/p>\n

AXZ\u00a0—>\u00a0AYZ + 1\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica*<\/p>\n

Exemplo:<\/p>\n

14C6\u00a0—>\u00a014N7\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica*<\/p>\n

Um n\u00eautron livre, isto \u00e9, n\u00e3o pertencente a qualquer n\u00facleo, decai segundo a equa\u00e7\u00e3o n —> p + e- +\u00a0\"F\u00edsica* com uma meia vida de cerca de 12 minutos.<\/p>\n

Quando o n\u00famero de pr\u00f3tons \u00e9 relativamente grande comparado ao n\u00famero de n\u00eautrons, o n\u00facleo correspondente pode ser inst\u00e1vel e o n\u00famero de pr\u00f3tons pode ser diminu\u00eddo pela transforma\u00e7\u00e3o de um pr\u00f3ton num n\u00eautron. Essa transforma\u00e7\u00e3o \u00e9 acompanhada da emiss\u00e3o de um p\u00f3sitron (part\u00edcula id\u00eantica ao el\u00e9tron, exceto pela carga, que \u00e9 positiva) e de um neutrino:<\/p>\n

p —> n + e+\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

O n\u00facleo filho tem o mesmo n\u00famero de massa que o n\u00facleo pai, mas um n\u00famero at\u00f4mico com uma unidade a menos:<\/p>\n

AXZ\u00a0—>\u00a0AYZ – 1\u00a0+ e+\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

Exemplo:<\/p>\n

11C6\u00a0—>\u00a011B5\u00a0+ e+\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

O n\u00facleo filho resultante do decaimento\u00a0\"F\u00edsica\u00a0pode estar no estado fundamental ou num estado excitado. Neste \u00faltimo caso, o processo \u00e9 seguido de decaimento\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

Uma caracter\u00edstica interessante do decaimento\u00a0\"F\u00edsica\u00e9 que os el\u00e9trons e antineutrinos ou os p\u00f3sitrons e neutrinos s\u00e3o emitidos com um espectro cont\u00ednuo de energia, ou seja, cada tipo de part\u00edcula pode ter um valor de energia dentro de certo intervalo que vai de zero at\u00e9 um valor m\u00e1ximo compat\u00edvel com o princ\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o da energia. Quanto maior a energia do el\u00e9tron (p\u00f3sitron) emitido, menor a energia do antineutrino (neutrino) emitido. Quando o el\u00e9tron (p\u00f3sitron) tem a energia m\u00e1xima, n\u00e3o existe antineutrino (neutrino) emitido. Em processos de dois corpos, como o decaimento a, os princ\u00edpios de conserva\u00e7\u00e3o da energia e da quantidade de movimento exigem que, no referencial do centro de massa, onde o n\u00facleo pai est\u00e1 em repouso, a energia liberada seja dividida entre o n\u00facleo filho e a \u00fanica part\u00edcula emitida numa propor\u00e7\u00e3o fixa.<\/p>\n

Os el\u00e9trons e p\u00f3sitrons associados ao decaimento\u00a0\"F\u00edsica, em sua grande maioria, podem ser bloqueados por uma l\u00e2mina de alum\u00ednio de cerca de 6 mm de espessura.<\/p>\n

Captura Eletr\u00f4nica<\/h2>\n

Os el\u00e9trons das camadas mais internas dos \u00e1tomos podem se aproximar bastante do n\u00facleo. Em particular, a camada K, que \u00e9 a mais interna. Um pr\u00f3ton do n\u00facleo pode capturar um desses el\u00e9trons e o processo se chama captura eletr\u00f4nica. Se o el\u00e9tron capturado estava na camada K, o processo \u00e9 chamado captura K. O resultado \u00e9 a substitui\u00e7\u00e3o de um pr\u00f3ton do n\u00facleo por um n\u00eautron:<\/p>\n

AAXZ\u00a0+ e-\u00a0—>\u00a0AYZ – 1\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

ou, em termos elementares:<\/p>\n

p + e-\u00a0—> n +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

A captura eletr\u00f4nica \u00e9 seguida pela emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica (raios x) pelo n\u00facleo filho, resultante da passagem de um dos el\u00e9trons das camadas mais externas \u00e0 lacuna da camada interior deixada pelo el\u00e9tron capturado. O efeito da captura eletr\u00f4nica \u00e9 a mudan\u00e7a de um pr\u00f3ton em um n\u00eautron e nesse sentido o seu efeito sobre o n\u00facleo \u00e9 id\u00eantico ao efeito produzido pela emiss\u00e3o\u00a0\"F\u00edsica+. Exemplo:<\/p>\n

48V23\u00a0+ e-\u00a0—>\u00a048Ti22\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

48V23\u00a0—>\u00a048Ti22+ e+\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

O van\u00e1dio 48 se transforma em tit\u00e2nio 48 algumas vezes por captura K e algumas vezes por decaimento\u00a0\"F\u00edsica+.<\/p>\n

Decaimento\u00a0\"F\u00edsica<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

O decaimento g \u00e9 a emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica com freq\u00fc\u00eancias muito elevadas, na por\u00e7\u00e3o do espectro eletromagn\u00e9tico correspondente aos raios g, causada por um rearranjo dos pr\u00f3tons em um n\u00facleo. Pode acontecer, por exemplo, quando um n\u00facleo sofre decaimento a ou b, deixando o n\u00facleo filho em um estado excitado. Este, ent\u00e3o, ao passar ao estado fundamental, emite radia\u00e7\u00e3o g. De modo geral, o n\u00facleo filho permanece no estado excitado, antes de emitir o f\u00f3ton, por cerca de 10-12 segundos. Um f\u00f3ton g tem massa (de repouso) nula e carga tamb\u00e9m nula, de modo que a emiss\u00e3o de um f\u00f3ton g por um n\u00facleo n\u00e3o tem efeito sobre o seu n\u00famero at\u00f4mico nem sobre o seu n\u00famero de massa. Os f\u00f3tons g emitidos por n\u00facleos radioativos t\u00eam energias entre 10-3 a 1 MeV e podem ser bloqueados por uma l\u00e2mina de chumbo com v\u00e1rios cent\u00edmetros de espessura.<\/p>\n

S\u00e9ries Radioativas<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Existe um grande n\u00famero de n\u00facleos com Z > 80, assim como alguns n\u00facleos com Z pequeno, como o carbono 14 e o pot\u00e1ssio 40, que s\u00e3o naturalmente radioativos. [Veja tabela.] E existe um n\u00famero muito maior de n\u00facleos radioativos artificiais, produzidos em reatores e aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Quando um n\u00facleo radioativo decai, o n\u00facleo filho no seu estado fundamental pode ser, ele tamb\u00e9m, radioativo, e decair, por sua vez, para formar um outro n\u00facleo radioativo, e assim por diante. Esse processo pode se prolongar por v\u00e1rios est\u00e1gios, formando uma s\u00e9rie de gera\u00e7\u00f5es de n\u00facleos relacionados um ao pr\u00f3ximo da s\u00e9rie como pai para filho.<\/p>\n

Os n\u00facleos radioativos se agrupam em quatro cadeias ou s\u00e9ries de decaimento: a s\u00e9rie 4n, que come\u00e7a com o t\u00f3rio 232, a s\u00e9rie 4n + 2, que come\u00e7a com o ur\u00e2nio 238, a s\u00e9rie 4n + 3, que come\u00e7a com o ur\u00e2nio 235, e a s\u00e9rie 4n + 1, que come\u00e7a com o net\u00fanio 237. As tr\u00eas primeiras s\u00e9ries s\u00e3o naturais e a quarta, artificial. As s\u00e9ries terminam em n\u00facleos est\u00e1veis. S\u00e3o quatro as s\u00e9ries porque quatro \u00e9 o n\u00famero de massa da part\u00edcula a e tamb\u00e9m porque enquanto o decaimento a ocasiona uma diminui\u00e7\u00e3o de quatro unidades no n\u00famero de massa do n\u00facleo pai para o n\u00facleo filho, os decaimentos b e g n\u00e3o ocasionam mudan\u00e7a nesse n\u00famero.<\/p>\n

Cada s\u00e9rie tem um nome que caracteriza os n\u00fameros de massa dos seus membros. Assim, todos os membros da s\u00e9rie 4n t\u00eam n\u00famero de massa que pode ser escrito A = 4n, com n inteiro, come\u00e7ando com o t\u00f3rio 232 para o qual n = 58, todos os membros da s\u00e9rie 4n + 1 t\u00eam n\u00famero de massa que pode ser escrito A = 4n + 1, com n inteiro, come\u00e7ando com o net\u00fanio 237 para o qual n = 59, todos os membros da s\u00e9rie 4n + 2 t\u00eam n\u00famero de massa que pode ser escrito A = 4n + 2, com n inteiro, come\u00e7ando com o ur\u00e2nio 238 para o qual n = 59 e todos os membros da s\u00e9rie 4n + 3 t\u00eam n\u00famero de massa que pode ser escrito A = 4n + 3, com n inteiro, come\u00e7ando com o ur\u00e2nio 235 para o qual n = 58. As s\u00e9ries 4n, 4n + 2 e 4n + 3 ocorrem naturalmente porque os respectivos n\u00facleos pais t\u00eam meias vidas muito longas e a s\u00e9rie 4n + 1 n\u00e3o ocorre naturalmente porque a meia vida do respectivo n\u00facleo pai \u00e9 curta comparada ao tempo de vida da Terra (da ordem de 109\u00a0anos).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
S\u00e9rie<\/th>\nN\u00facleo Pai<\/th>\nMeia Vida (em anos)<\/th>\n<\/tr>\n
4n<\/td>\nT\u00f3rio 232<\/td>\n2,01 x 1010<\/td>\n<\/tr>\n
4n + 1<\/td>\nNet\u00fanio 237<\/td>\n3,25 x 106<\/td>\n<\/tr>\n
4n + 2<\/td>\nUr\u00e2nio 238<\/td>\n6,52 x 109<\/td>\n<\/tr>\n
4n + 3<\/td>\nUr\u00e2nio 235<\/td>\n1,02 x 109<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

As meias vidas dos n\u00facleos de uma dada s\u00e9rie se distribuem num intervalo extremamente grande de valores. Na s\u00e9rie 4n + 2 (ur\u00e2nio 238), por exemplo, as meias vidas variam desde 10-4\u00a0segundos at\u00e9 109\u00a0anos. Em geral, encontram-se meias vidas t\u00e3o curtas quanto 10-11segundos e t\u00e3o longas quanto 1015\u00a0anos. Como exemplo, a tabela abaixo mostra quase todos os n\u00facleos da s\u00e9rie 4n + 2 (ur\u00e2nio 238) e os correspondentes decaimentos e meias vidas.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
N\u00facleo<\/th>\nS\u00edmbolo<\/th>\nDecaimento<\/th>\nMeia Vida<\/th>\n<\/tr>\n
Ur\u00e2nio 238<\/td>\n238U92<\/td>\na<\/td>\n4,5 x 109\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
T\u00f3rio 234<\/td>\n234Th90<\/td>\nb<\/td>\n24 dias<\/td>\n<\/tr>\n
Protact\u00ednio 234<\/td>\n234Pa91<\/td>\nb<\/td>\n1,2 minutos<\/td>\n<\/tr>\n
Ur\u00e2nio 234<\/td>\n234U92<\/td>\na<\/td>\n2,5 x 105\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
T\u00f3rio 230<\/td>\n230Th90<\/td>\na<\/td>\n8 x 104\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e1dio 226<\/td>\n226Ra88<\/td>\na<\/td>\n1.620 anos<\/td>\n<\/tr>\n
Rad\u00f4nio 222<\/td>\n222Rn86<\/td>\na<\/td>\n3,82 dias<\/td>\n<\/tr>\n
Pol\u00f4nio 218<\/td>\n218Po84<\/td>\na<\/td>\n3 minutos<\/td>\n<\/tr>\n
Chumbo 214<\/td>\n214Pb82<\/td>\nb<\/td>\n27 minutos<\/td>\n<\/tr>\n
Bismuto 214<\/td>\n214Bi83<\/td>\nb<\/td>\n19 minutos<\/td>\n<\/tr>\n
Pol\u00f4nio 214<\/td>\n214Po84<\/td>\na<\/td>\n1,6 x 10\u00a0-4\u00a0segundos<\/td>\n<\/tr>\n
Chumbo 210<\/td>\n210Pb82<\/td>\nb<\/td>\n22 anos<\/td>\n<\/tr>\n
Bismuto 210<\/td>\n210Bi83<\/td>\nb<\/td>\n5 dias<\/td>\n<\/tr>\n
Pol\u00f4nio 210<\/td>\n210Po84<\/td>\na<\/td>\n138 dias<\/td>\n<\/tr>\n
Chumbo 206<\/td>\n206Pb82<\/td>\n—<\/td>\n( Est\u00e1vel )<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Lei do Decaimento Radioativo<\/h2>\n

Os processos radioativos seguem uma lei de desintegra\u00e7\u00e3o exponencial. Se, inicialmente, o n\u00famero de n\u00facleos radioativos de um tipo \u00e9 N0, o n\u00famero de n\u00facleos desse mesmo tipo remanescentes ap\u00f3s um tempo t \u00e9:<\/p>\n

\u00a0N = N0\u00a0e-\"F\u00edsica\u00a0t<\/p>\n

onde\u00a0\"F\u00edsica\u00e9 a constante de desintegra\u00e7\u00e3o (ou constante de decaimento), caracter\u00edstica do n\u00facleo em quest\u00e3o.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

O intervalo de tempo T, durante o qual metade dos n\u00facleos radioativos de um tipo presentes na amostra decaem, \u00e9 chamado meia vida. Por exemplo, uma amostra radioativa de 200 g de um certo is\u00f3topo radioativo com uma meia vida de 10 dias, depois de 30 dias ter\u00e1 25 g do is\u00f3topo original:<\/p>\n

200 g ( 10 dias —> ) 100 g ( 10 dias —> ) 50 g ( 10 dias —> ) 25 g<\/p>\n

Agora, pela express\u00e3o acima:<\/p>\n

\u00bdN0\u00a0= N0\u00a0e\u00a0–\u00a0\"F\u00edsicaT<\/p>\n

ou:<\/p>\n

\"F\u00edsicaT = ln 2 = 0,6931<\/p>\n

e da\u00ed:<\/p>\n

T = 0,6931 \/\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

As meias vidas dos n\u00facleos radioativos t\u00eam valores que v\u00e3o desde fra\u00e7\u00f5es de segundo a um n\u00famero muito grande de anos e isso inclusive entre os is\u00f3topos de um mesmo elemento da tabela peri\u00f3dica. A tabela abaixo mostra o tipo de decaimento e a meia vida dos is\u00f3topos do ur\u00e2nio. A fiss\u00e3o espont\u00e2nea n\u00e3o \u00e9, estritamente falando, um processo de decaimento. De qualquer modo, na tabela assinala-se com um asterisco o n\u00famero de massa dos is\u00f3topos que est\u00e3o sujeitos a tal processo.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
A<\/th>\nDecaimento<\/th>\nMeia Vida<\/th>\nA<\/th>\nDecaimento<\/th>\nMeia Vida<\/th>\n<\/tr>\n
230<\/td>\na<\/td>\n20,8 dias<\/td>\n235*<\/td>\na<\/td>\n7,04 x 108\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
231<\/td>\nCaptura K<\/td>\n4,2 dias<\/td>\n236*<\/td>\na<\/td>\n2,34 x 107\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
232*<\/td>\na<\/td>\n70 anos<\/td>\n237<\/td>\nb-<\/td>\n6,75 dias<\/td>\n<\/tr>\n
233*<\/td>\na<\/td>\n1,59 x 105\u00a0anos<\/td>\n238*<\/td>\na<\/td>\n4,47 x 109\u00a0anos<\/td>\n<\/tr>\n
234*<\/td>\na<\/td>\n2,47 x 105\u00a0anos<\/td>\n240<\/td>\nb-<\/td>\n14,1 horas<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Atividade<\/h2>\n

O n\u00famero de desintegra\u00e7\u00f5es de n\u00facleos radioativos de uma dada amostra por unidade de tempo chama-se atividade dessa amostra. Pela express\u00e3o matem\u00e1tica da lei do decaimento segue-se que a atividade A(t), no instante t, pode ser escrita:<\/p>\n

A(t) = [\u00a0\"F\u00edsicaN \/\u00a0\"F\u00edsicat ]\u00a0Dt —> 0= –\u00a0\"F\u00edsicaN0\u00a0e- l t\u00a0= –\u00a0\"F\u00edsicaN<\/p>\n

Esta express\u00e3o \u00e9 interessante porque mostra que o n\u00famero de desintegra\u00e7\u00f5es de um tipo de n\u00facleo radioativo por unidade de tempo \u00e9 proporcional ao n\u00famero de tais n\u00facleos presentes. Assim, a atividade associada a um tipo de n\u00facleo numa dada amostra diminui na mesma propor\u00e7\u00e3o e com a mesma meia vida do n\u00famero de tais n\u00facleos presentes. A atividade \u00e9 expressa em curies:<\/p>\n

1Ci = 3,7000 x 1010\u00a0n\u00facleos \/ s<\/p>\n

As express\u00f5es dadas acima para N e A(t) expressam leis estat\u00edsticas que s\u00e3o verdadeiras apenas quando o n\u00famero de n\u00facleos radioativos \u00e9 muito grande. Dado um \u00fanico n\u00facleo radioativo, n\u00e3o se pode determinar o instante de tempo em que ele decair\u00e1 nem associar a ele uma determinada meia vida. Agora, pode-se calcular, a partir de certas considera\u00e7\u00f5es te\u00f3ricas, a probabilidade de decaimento por unidade de tempo desse \u00fanico n\u00facleo radioativo e pode-se interpretar a constante de decaimento l como significando exatamente isso.<\/p>\n

Rea\u00e7\u00f5es Nucleares<\/h2>\n

Quando dois n\u00facleos se movem um em dire\u00e7\u00e3o ao outro e, apesar da repuls\u00e3o coulombiana, se aproximam o suficiente para que haja intera\u00e7\u00e3o entre as part\u00edculas de um com as part\u00edculas do outro pela for\u00e7a nuclear, pode ocorrer uma redistribui\u00e7\u00e3o de n\u00facleons e diz-se que aconteceu uma rea\u00e7\u00e3o nuclear. Usualmente, as rea\u00e7\u00f5es nucleares s\u00e3o produzidas bombardeando-se um n\u00facleo alvo com um proj\u00e9til que pode ser algum tipo de part\u00edcula ou n\u00facleo pequeno, de modo que a repuls\u00e3o coulombiana n\u00e3o se torne um obst\u00e1culo muito grande. As rea\u00e7\u00f5es que envolvem energias n\u00e3o muito grandes ocorrem em duas fases. Na primeira fase, o n\u00facleo alvo e o proj\u00e9til se agrupam, formando o que se chama de n\u00facleo composto num estado altamente excitado. Na segunda fase, o n\u00facleo composto decai por qualquer processo que n\u00e3o viole os princ\u00edpios de conserva\u00e7\u00e3o. Por exemplo, uma part\u00edcula a com uma energia cin\u00e9tica de cerca de 7 MeV colide com um n\u00facleo de nitrog\u00eanio 14.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

O resultado \u00e9 um n\u00facleo composto que consiste de todos os n\u00facleons da part\u00edcula a e do nitrog\u00eanio 14 num estado altamente excitado. Esse n\u00facleo composto, sendo constitu\u00eddo de 9 pr\u00f3tons, \u00e9 um n\u00facleo de fluor. Como esse n\u00facleo composto est\u00e1 num estado altamente excitado, pode-se esperar que ele emita uma part\u00edcula (ou um f\u00f3ton) no processo de passagem a um estado menos excitado ou ao estado fundamental do n\u00facleo filho. Se o n\u00facleo filho \u00e9 o oxig\u00eanio 17, a rea\u00e7\u00e3o \u00e9 a seguinte:<\/p>\n

\u00a04He2\u00a0+\u00a014N7\u00a0—> [\u00a018F9\u00a0] —>\u00a017O8\u00a0+\u00a01H1<\/p>\n

O n\u00facleo composto persiste como entidade \u00fanica por um intervalo de tempo muito pequeno (menos de 10-19 s), decaindo para um estado mais est\u00e1vel com a emiss\u00e3o de um pr\u00f3ton (1H1). Como as energias de liga\u00e7\u00e3o da part\u00edcula a, do n\u00facleo\u00a014N7\u00a0e do n\u00facleo\u00a017O8\u00a0s\u00e3o:<\/p>\n

Ea\u00a0= [ 2 ( 1,0078 ) + 2 ( 1,0087 ) – 4,0026 ] ( 931,4815 MeV ) = 28,3170 MeV\u00a0\"F\u00edsica\u00a028 MeV<\/p>\n

EN\u00a0= [ 7 ( 1,0078 ) + 7 ( 1,0087 ) – 14,0031 ] ( 931,4815 MeV ) = 104,6985 MeV\u00a0\"F\u00edsica\u00a0105 MeV<\/p>\n

EO\u00a0= [ 8 ( 1,0078 ) + 9 ( 1,0087 ) – 16,9991 ] ( 931,4815 MeV ) = 131,8978 MeV\u00a0\"F\u00edsica\u00a0132 MeV<\/p>\n

e como a part\u00edcula a incide com uma energia cin\u00e9tica de cerca de 7 MeV, o pr\u00f3ton emitido tem uma energia cin\u00e9tica de cerca de ( – 28 – 105 + 7 + 132 ) MeV = 6 MeV.\u00a0
\n Um n\u00facleo composto pode decair por qualquer processo que n\u00e3o viole os princ\u00edpios de conserva\u00e7\u00e3o. Por exemplo:<\/p>\n

27Al13\u00a0+ p —> [\u00a028Si14\u00a0] —>\u00a024Mg12\u00a0+\"F\u00edsica<\/p>\n

27Si14\u00a0+ n<\/p>\n

28Si14\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

24Na11\u00a0+ 3p + n<\/p>\n

Ainda como exemplo, considere as seguintes rea\u00e7\u00f5es:<\/p>\n

4He2\u00a0+\u00a024Mg12\u00a0—> [\u00a028Si14\u00a0] —>\u00a027Al13\u00a0+\u00a01H1<\/p>\n

4He2\u00a0+\u00a09Be4\u00a0—> [\u00a013C6\u00a0] —>\u00a012C6\u00a0+ n<\/p>\n

Essas rea\u00e7\u00f5es s\u00e3o interessantes porque produzem pr\u00f3tons e n\u00eautrons com grandes energias cin\u00e9ticas. Por outro lado, as part\u00edculas a de fontes radioativas naturais s\u00e3o efetivas para produzir transforma\u00e7\u00f5es nucleares apenas em n\u00facleos com n\u00fameros at\u00f4micos menores que Z = 19 (correspondente ao pot\u00e1ssio) devido \u00e0 intensidade da repuls\u00e3o coulombiana entre essas part\u00edculas a e os n\u00facleos at\u00f4micos alvo. N\u00eautrons, ao contr\u00e1rio, podem penetrar, em princ\u00edpio, qualquer n\u00facleo, j\u00e1 que n\u00e3o s\u00e3o repelidos pelos pr\u00f3tons. Por exemplo, um n\u00eautron pode ser absorvido por um n\u00facleo de prata 107 para formar um n\u00facleo de prata 108:<\/p>\n

\u00a0107Ag47\u00a0+ n —> [\u00a0108Ag47\u00a0] —>\u00a0108Cd48\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica*<\/p>\n

O n\u00facleo de prata 108 n\u00e3o ocorre na natureza, ou seja, \u00e9 um is\u00f3topo artificial da prata. Esse n\u00facleo \u00e9 radioativo e dacai emitindo um el\u00e9tron e um antineutrino e produzindo um n\u00facleo de c\u00e1dmio 108. A maioria dos n\u00facleos artificiais s\u00e3o inst\u00e1veis e radioativos. Mais exemplos (agora omitindo a representa\u00e7\u00e3o do n\u00facleo composto):<\/p>\n

10B5\u00a0+ a —>\u00a013N7\u00a0+ n<\/p>\n

13N7\u00a0—>\u00a013C6\u00a0+ e+\u00a0+ n<\/p>\n

27Al13\u00a0+ n —>\u00a024Na11\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

24Na11\u00a0—>\u00a024Mg\u00a012\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica*<\/p>\n

Os n\u00facleos radioativos artificiais s\u00e3o produzidos por rea\u00e7\u00f5es nucleares. Os elementos transur\u00e2nicos, em particular, s\u00e3o normalmente produzidos pela captura de n\u00eautrons seguida de decaimento b-.<\/p>\n

Por outro lado, o que se chama de espalhamento \u00e9 a rea\u00e7\u00e3o nuclear em que proj\u00e9til e part\u00edcula liberada s\u00e3o a mesma part\u00edcula. O espalhamento \u00e9 el\u00e1stico quando, durante o processo, n\u00e3o varia a energia cin\u00e9tica da part\u00edcula, e inel\u00e1stico, caso contr\u00e1rio.<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Fiss\u00e3o nuclear \u00e9 o processo pelo qual um n\u00facleo de n\u00famero de massa grande se divide em dois fragmentos de n\u00fameros de massa compar\u00e1veis. Os n\u00facleos com n\u00famero de massa grande est\u00e3o sujeitos \u00e0 fiss\u00e3o espont\u00e2nea com uma probabilidade muito pequena e sujeitos \u00e0 fiss\u00e3o induzida artificialmente com uma probabilidade bem maior. Pode-se induzir a fiss\u00e3o de um n\u00facleo excitando-o com uma energia de pelo menos 4 a 6 MeV ou bombardeando-o com n\u00eautrons, desde que um desses n\u00eautrons seja capturado e que a soma da sua energia cin\u00e9tica com a sua energia de liga\u00e7\u00e3o ao n\u00facleo seja maior do que o limiar de energia para a fiss\u00e3o. Por exemplo, um n\u00facleo de ur\u00e2nio 235 pode sofrer fiss\u00e3o ao capturar um n\u00eautron mesmo que ele tenha uma energia cin\u00e9tica muito baixa, da ordem de 0,025 eV (n\u00eautron lento ou t\u00e9rmico), e um n\u00facleo de ur\u00e2nio 238 pode sofrer fiss\u00e3o ao capturar um n\u00eautron desde que ele tenha uma energia cin\u00e9tica grande, da ordem de 1 MeV (n\u00eautron r\u00e1pido). Essa diferen\u00e7a se deve \u00e0 energia de pareamento. O n\u00facleo do ur\u00e2nio 235 tem um n\u00famero de pr\u00f3tons par e um n\u00famero de n\u00eautrons \u00edmpar. O emparelhamento do n\u00eautron capturado com o n\u00eautron \u00edmpar do n\u00facleo libera uma energia adicional de cerca de 0,57 MeV.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

O n\u00facleo do ur\u00e2nio 238 tem n\u00famero par de pr\u00f3tons e de n\u00eautrons, de modo que o n\u00eautron capturado n\u00e3o pode se emparelhar e, ent\u00e3o, n\u00e3o existe energia de emparelhamento a ser liberada.
\n Outro exemplo de fiss\u00e3o acontece quando um pr\u00f3ton com uma energia cin\u00e9tica de 0,15 MeV penetra e \u00e9 absorvido por um n\u00facleo de l\u00edtio 7:<\/p>\n

\u00a01H1\u00a0+\u00a07Li3\u00a0—> [\u00a08Be4\u00a0] —>\u00a04He2\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

O n\u00facleo composto formado cont\u00e9m 8 n\u00facleons, 4 n\u00eautrons e 4 pr\u00f3tons, e sendo inst\u00e1vel, quase imediatamente se separa em dois fragmentos (part\u00edculas a), cada um com 2 n\u00eautrons e 2 pr\u00f3tons e uma energia cin\u00e9tica de 8,5 MeV. A energia cin\u00e9tica dos fragmentos da fiss\u00e3o \u00e9 muito maior do que a energia cin\u00e9tica da part\u00edcula que iniciou o processo.<\/p>\n

Aqui cabe a seguinte observa\u00e7\u00e3o. A fiss\u00e3o do l\u00edtio 7 parece contradizer a regra que diz que a fiss\u00e3o nuclear com libera\u00e7\u00e3o de energia s\u00f3 ocorre se o n\u00famero de n\u00facleons dos n\u00facleos resultantes \u00e9 maior ou da ordem de 56, j\u00e1 que a curva E \/ A contra A tem m\u00e1ximo em A 56. Contudo, com um exame detalhado do gr\u00e1fico E \/ A contra A pode-se perceber que o ponto correspondente ao l\u00edtio 7 est\u00e1 \u00e0 direita de um ponto de m\u00e1ximo local que corresponde ao h\u00e9lio 4 e a fiss\u00e3o do l\u00edtio 7 origina dois n\u00facleos de h\u00e9lio 4.<\/p>\n

O processo de fiss\u00e3o pode ser entendido do seguinte modo. O n\u00facleo original e o n\u00eautron absorvido formam o n\u00facleo composto, que j\u00e1 nasce num estado excitado e com a energia de excita\u00e7\u00e3o colocada em modos coletivos de vibra\u00e7\u00e3o. Se a energia de excita\u00e7\u00e3o \u00e9 suficientemente grande, numa dessas vibra\u00e7\u00f5es coletivas o n\u00facleo composto pode assumir uma forma com dois blocos de n\u00facleons separados por uma estreita ponte. E se, entre esses blocos, a repuls\u00e3o coulombiana de longo alcance entre os pr\u00f3tons for mais importante que a intera\u00e7\u00e3o nuclear atrativa de curto alcance, o n\u00facleo composto se fragmenta.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Se a energia de excita\u00e7\u00e3o \u00e9 baixa, as vibra\u00e7\u00f5es coletivas do n\u00facleo composto n\u00e3o o levam a uma forma muito diferente da sua forma quando no estado fundamental e eventualmente a energia de excita\u00e7\u00e3o \u00e9 liberada com a emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o g. O n\u00facleo composto vai, ent\u00e3o, ao seu estado fundamental e o processo como um todo n\u00e3o passou de uma captura radioativa de um n\u00eautron e pode ser representado por:<\/p>\n

AXZ\u00a0+ n —> [\u00a0A + 1YZ\u00a0] —>\u00a0A + 1YZ\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

A captura de um n\u00eautron lento pelo ur\u00e2nio 238 desencadeia o seguinte processo:<\/p>\n

238U92\u00a0+ n —> [\u00a0239U92\u00a0] —>\u00a0239Np93\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica* +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

\u00a0239Np93\u00a0—>\u00a0239Pu94\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica* +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

ou seja, a captura de um n\u00eautron lento pelo ur\u00e2nio 238 resulta em um n\u00facleo radioativo de net\u00fanio 239 que, por sua vez, decai num n\u00facleo radioativo de plut\u00f4nio 239. Esse processo \u00e9 o respons\u00e1vel, em certos reatores nucleares, pela produ\u00e7\u00e3o de grandes quantidades de plut\u00f4nio. O n\u00facleo de plut\u00f4nio 239 \u00e9 outro exemplo de n\u00facleo que sofre fiss\u00e3o com a captura de um n\u00eautron lento.
\n Como um n\u00facleo composto pode decair por qualquer processo que n\u00e3o viole os princ\u00edpios de conserva\u00e7\u00e3o, o ur\u00e2nio 235, por exemplo, pode sofrer v\u00e1rios tipos de fiss\u00f5es:<\/p>\n

235U92\u00a0+ n —>\u00a097Rb37\u00a0+\u00a0137Cs55\u00a0+ 2n<\/p>\n

97Zr40\u00a0+\u00a0137Te52\u00a0+ 2n<\/p>\n

94Sr38\u00a0+\u00a0140Xe54\u00a0+ 2n<\/p>\n

87Br35\u00a0+\u00a0143La57\u00a0+ 6n<\/p>\n

92Kr36\u00a0+\u00a0141Ba56\u00a0+ 3n<\/p>\n

Entre os produtos dessas fiss\u00f5es incluem-se f\u00f3tons g. A energia cin\u00e9tica total dos produtos \u00e9 sempre da ordem de 200 MeV.<\/p>\n

Energia Liberada na Fiss\u00e3o<\/h2>\n

J\u00e1 foi discutido que o processo de fiss\u00e3o vem acompanhado de libera\u00e7\u00e3o de energia porque a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon \u00e9 menor no n\u00facleo que se fissiona do que nos n\u00facleos fragmentos. Tomando como exemplo a rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o de um n\u00facleo de ur\u00e2nio 235 em um n\u00facleo de rub\u00eddio 97 e um n\u00facleo de c\u00e9sio 137 foi visto que era liberada uma energia de 155,8 MeV. O c\u00e1lculo foi o poss\u00edvel de ser feito a partir do gr\u00e1fico E \/ A contra A. Na realidade, a energia total liberada na rea\u00e7\u00e3o \u00e9 maior porque os n\u00facleos resultantes s\u00e3o inst\u00e1veis e decaem, posteriormente, por emiss\u00e3o de el\u00e9trons, neutrinos e raios\u00a0\"F\u00edsica. Assim, a energia liberada na fiss\u00e3o de um n\u00facleo de ur\u00e2nio chega a ser de aproximadamente 200 MeV e aparece como energia cin\u00e9tica nos fragmentos principais e nos n\u00eautrons, el\u00e9trons e neutrinos liberados e como a energia do campo eletromagn\u00e9tico que constitui os raios\u00a0\"F\u00edsica.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Rea\u00e7\u00e3o em Cadeia<\/h2>\n

Para cada n\u00eautron absorvido na fiss\u00e3o de um n\u00facleo s\u00e3o emitidos, em m\u00e9dia, mais de dois n\u00eautrons. Para se ter uma id\u00e9ia do motivo pelo qual esses n\u00eautrons s\u00e3o emitidos considere-se a fiss\u00e3o do ur\u00e2nio 236, n\u00facleo composto formado pela absor\u00e7\u00e3o de um n\u00eautron pelo ur\u00e2nio 235. Para esse n\u00facleo composto, N \/ Z\u00a0\"F\u00edsica\u00a01,57.<\/p>\n

Logo ap\u00f3s a fiss\u00e3o, os fragmentos devem possuir raz\u00f5es N \/ Z aproximadamente iguais \u00e0quela do n\u00facleo que lhes deu origem. Se os fragmentos s\u00e3o o molibd\u00eanio (Z = 42) e o estanho (Z = 50), os correspondentes n\u00fameros de n\u00eautrons devem ser 42 x 1,57\u00a0\"F\u00edsica\u00a066 e 50 x 1,57 78 e os correspondentes n\u00fameros de massa, 108 e 128. Para os n\u00fameros at\u00f4micos dados (42 e 50), os n\u00facleos est\u00e1veis t\u00eam fra\u00e7\u00f5es N \/ Z menores que 1,57. Assim, os n\u00facleos fragmentos devem perder n\u00eautrons para se aproximar (com o mesmo Z) da regi\u00e3o de n\u00facleos est\u00e1veis, ou seja diminuir a raz\u00e3o N \/ Z. Na verdade, o n\u00facleo composto, ao se fissionar, j\u00e1 o faz com a emiss\u00e3o de alguns n\u00eautrons justamente para que os fragmentos tenham menos n\u00eautrons e sua raz\u00e3o N \/ Z esteja mais pr\u00f3xima do valor de estabilidade.<\/p>\n

Se pelo menos um desses n\u00eautrons provoca fiss\u00e3o em outro n\u00facleo e, dos n\u00eautrons emitidos nessa nova fiss\u00e3o, pelo menos um provoca outra fiss\u00e3o, e assim por diante, tem-se uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia. Num reator nuclear, o n\u00famero de n\u00eautrons dispon\u00edveis para novas fiss\u00f5es \u00e9 controlado de modo que, em m\u00e9dia, apenas um n\u00eautron por fiss\u00e3o origina nova fiss\u00e3o. Numa bomba at\u00f4mica (bomba A), ao contr\u00e1rio, o n\u00famero de n\u00eautrons dispon\u00edveis para novas fiss\u00f5es n\u00e3o \u00e9 controlado de modo que, em m\u00e9dia, mais de um n\u00eautron por fiss\u00e3o origina novas fiss\u00f5es. Com isso, o n\u00famero de fiss\u00f5es cresce exponencialmente com o tempo e o resultado \u00e9 conhecido.<\/p>\n

A fiss\u00e3o do ur\u00e2nio 235, por exemplo, produz diferentes pares de n\u00facleos filhos e sempre, entre os produtos, existem n\u00eautrons. Portanto, em princ\u00edpio, a fiss\u00e3o do ur\u00e2nio 235 pode ser sustentada numa rea\u00e7\u00e3o em cadeia. Contudo, os n\u00eautrons que fazem parte dos produtos t\u00eam energias cin\u00e9ticas de cerca de 1 MeV enquanto que o n\u00eautron, para iniciar a fiss\u00e3o, deve ser um n\u00eautron t\u00e9rmico, ou seja, deve ter uma energia cin\u00e9tica de cerca de 0,03 MeV. Assim, os n\u00eautrons que fazem parte dos produtos iniciam novas rea\u00e7\u00f5es de fiss\u00e3o com uma probabilidade muito pequena e efetivamente n\u00e3o podem manter uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia. Nos reatores nucleares [ver abaixo] existem subst\u00e2ncias, chamadas moderadores, cuja fun\u00e7\u00e3o \u00e9 reduzir a energia cin\u00e9tica dos n\u00eautrons resultantes das fiss\u00f5es at\u00e9 o ponto de torn\u00e1-los t\u00e9rmicos, sem absorv\u00ea-los. A\u00ed, ent\u00e3o, eles podem sustentar uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia.
\n A rea\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

\u00a01H1\u00a0+\u00a07Li3\u00a0—> [\u00a08Be4\u00a0] —>\u00a04He2\u00a0+\u00a04He2<\/p>\n

n\u00e3o pode formar uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia porque, entre os produtos, nem existem pr\u00f3tons, que s\u00e3o os iniciadores da rea\u00e7\u00e3o, nem as part\u00edculas a produzidas podem induzir fiss\u00f5es de n\u00facleos de l\u00edtio 7.<\/p>\n

Massa Cr\u00edtica<\/h2>\n

Os n\u00eautrons resultantes das fiss\u00f5es numa amostra de material fission\u00e1vel devem ter suas energias cin\u00e9ticas reduzidas at\u00e9 se tornarem n\u00eautrons t\u00e9rmicos antes de escapar da amostra, caso contr\u00e1rio n\u00e3o poder\u00e3o iniciar novas fiss\u00f5es para manter a rea\u00e7\u00e3o em cadeia. Assim, a amostra deve ter uma massa m\u00ednima para que os n\u00eautrons, por colis\u00f5es com os n\u00facleos dos \u00e1tomos da subst\u00e2ncia que constitui a amostra em quest\u00e3o, percam a quantidade de energia necess\u00e1ria. A massa suficiente para manter a raz\u00e3o entre o n\u00famero de n\u00eautrons produzidos e o n\u00famero de n\u00eautrons que iniciam novas fiss\u00f5es maior que 1 \u00e9 a massa cr\u00edtica dessa subst\u00e2ncia. Com essa raz\u00e3o maior do que 1 o n\u00famero de fiss\u00f5es cresce exponencialmente e a amostra explode.<\/p>\n

Reatores Nucleares<\/h2>\n

Reator nuclear \u00e9 qualquer sistema f\u00edsico onde se produz e se controla uma rea\u00e7\u00e3o nuclear de fiss\u00e3o em cadeia. Os reatores que utilizam diretamente os n\u00eautrons liberados em cada fiss\u00e3o para produzir novas fiss\u00f5es s\u00e3o chamados reatores r\u00e1pidos porque os n\u00eautrons em quest\u00e3o t\u00eam uma energia cin\u00e9tica alta, de cerca de 1 MeV. Os reatores onde os n\u00eautrons liberados em cada fiss\u00e3o t\u00eam sua energia cin\u00e9tica diminu\u00edda para um valor menor que cerca de 0,1 MeV antes de produzir novas fiss\u00f5es s\u00e3o chamados reatores t\u00e9rmicos. Os n\u00eautrons t\u00eam sua energia cin\u00e9tica diminu\u00edda por colis\u00f5es com os n\u00facleos dos \u00e1tomos de uma subst\u00e2ncia chamada moderador at\u00e9 o ponto de entrar em equil\u00edbrio t\u00e9rmico com ela. A \u00e1gua pesada e o carbono (na forma de grafite) s\u00e3o as subst\u00e2ncias usualmente utilizadas como moderadores. \u00c1gua pesada \u00e9 a \u00e1gua onde o \u00e1tomo de hidrog\u00eanio usual \u00e9 substitu\u00eddo por um \u00e1tomo de deut\u00e9rio.<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Seja, por exemplo, um reator t\u00e9rmico de \u00e1gua em ebuli\u00e7\u00e3o. O combust\u00edvel \u00e9 o material fission\u00e1vel, que pode ser ur\u00e2nio natural, com cerca de 0,7% de ur\u00e2nio 235, ou ur\u00e2nio enriquecido, com uma propor\u00e7\u00e3o maior de 0,7% de ur\u00e2nio 235, ou, ainda, plut\u00f4nio. O combust\u00edvel vai dentro de tubos met\u00e1licos, constituindo os elementos combust\u00edveis. O conjunto dos elementos combust\u00edveis forma o n\u00facleo do reator. O moderador aparece ao redor dos elementos combust\u00edveis e deve ser uma subst\u00e2ncia de n\u00famero de massa pequeno, que pouco ou nada absorva dos n\u00eautrons liberados nas fiss\u00f5es. Se o combust\u00edvel for ur\u00e2nio enriquecido, pode ser \u00e1gua, e se for ur\u00e2nio natural, \u00e1gua pesada ou grafite. O controle da rea\u00e7\u00e3o em cadeia \u00e9 feito atrav\u00e9s de um conjunto de hastes que podem ser introduzidas e removidas do n\u00facleo do reator e s\u00e3o constitu\u00eddas de boro, h\u00e1fnio ou c\u00e1dmio, subst\u00e2ncias que absorvem n\u00eautrons. Com a energia liberada pelas fiss\u00f5es, a temperatura do n\u00facleo do reator e do moderador tende a aumentar continuamente. Nos reatores de \u00e1gua em ebuli\u00e7\u00e3o, faz-se circular \u00e1gua por um circuito fechado que inclui o n\u00facleo do reator, as turbinas e um condensador. Em contato com o n\u00facleo do reator, a \u00e1gua l\u00edquida, absorvendo a energia liberada nas fiss\u00f5es, se transforma em vapor. O vapor \u00e9 conduzido \u00e0s turbinas onde se expande contra as p\u00e1s, provocando movimento de rota\u00e7\u00e3o. Saindo das turbinas, o vapor entra no condensador, onde se transforma em \u00e1gua l\u00edquida. Do condensador, a \u00e1gua l\u00edquida \u00e9 bombeada ao n\u00facleo do reator e o ciclo recome\u00e7a. No condensador, um l\u00edquido refrigerante \u00e9 bombeado para uma serpentina imersa no vapor. Entrando com uma temperatura baixa, o refrigerante absorve parte da energia do vapor, que se transforma, assim, em \u00e1gua l\u00edquida. O refrigerante sai da serpentina com uma temperatura maior do que aquela com que entrou. As turbinas fazem girar os rotores dos geradores e estes produzem, ent\u00e3o, energia el\u00e9trica que \u00e9 distribu\u00edda pelas linhas de transmiss\u00e3o.<\/p>\n

Materiais Fission\u00e1veis<\/h2>\n

Normalmente, uma amostra natural de ur\u00e2nio cont\u00e9m cerca de 99,3% de ur\u00e2nio 238, n\u00e3o fission\u00e1vel, e cerca de 0,7% de ur\u00e2nio 235, fission\u00e1vel. Como o ur\u00e2nio 238 \u00e9 um bom absorvedor de n\u00eautrons com energias cin\u00e9ticas de cerca de 5 eV, ele tende a absorver os n\u00eautrons produzidos na fiss\u00e3o do ur\u00e2nio 235 e se constitui, portanto, em um obst\u00e1culo \u00e0 rea\u00e7\u00e3o em cadeia. O uso efetivo do ur\u00e2nio como combust\u00edvel nuclear requer que se retire parte do ur\u00e2nio 238 das amostras de ur\u00e2nio natural. Uma amostra de ur\u00e2nio com uma abund\u00e2ncia maior do que cerca de 0,7% de ur\u00e2nio 235 \u00e9 dita enriquecida. Os processos de enriquecimento s\u00e3o muito caros.<\/p>\n

Outro material fission\u00e1vel \u00e9 o plut\u00f4nio 239, que tamb\u00e9m se fissiona como o ur\u00e2nio 235 por captura de um n\u00eautron lento (t\u00e9rmico). O plut\u00f4nio 239 n\u00e3o existe na natureza mas pode ser produzido num reator nuclear por um processo baseado nas seguintes rea\u00e7\u00f5es:<\/p>\n

\u00a0238U92\u00a0+ n —> [\u00a0239U92\u00a0] —>\u00a0239Np93\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica* +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

\u00a0239Np93\u00a0—>\u00a0239Pu94\u00a0+ e-\u00a0+\u00a0\"F\u00edsica* +\u00a0\"F\u00edsica<\/p>\n

N\u00eautrons com energias cin\u00e9ticas de cerca de 1 MeV, resultantes de fiss\u00f5es de n\u00facleos de ur\u00e2nio 235 em reatores nucleares, s\u00e3o freados at\u00e9 terem energias cin\u00e9ticas de cerca de 5 eV. Com tais energias, os n\u00eautrons s\u00e3o absorvidos por n\u00facleos de ur\u00e2nio 238 que, ent\u00e3o, se transformam em n\u00facleos de ur\u00e2nio 239, altamente inst\u00e1veis. Estes n\u00facleos de ur\u00e2nio 239, por decaimento b-, se transformam em n\u00facleos de net\u00fanio 239. Os n\u00facleos de net\u00fanio 239 s\u00e3o radioativos e com uma meia vida de 2,3 dias se transformam em n\u00facleos de plut\u00f4nio 239 tamb\u00e9m por decaimento b-. Esse processo \u00e9 o respons\u00e1vel, em certos reatores nucleares, pela produ\u00e7\u00e3o de grandes quantidades de plut\u00f4nio. O plut\u00f4nio 239 sofre decaimento a com uma meia vida de cerca de 25.000 anos (e por isso pode ser \u00fatil como material fission\u00e1vel):<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

\u00c9 muito dif\u00edcil a separa\u00e7\u00e3o do ur\u00e2nio 238 do ur\u00e2nio 235 numa amostra natural de ur\u00e2nio porque eles t\u00eam propriedades qu\u00edmicas semelhantes. Contudo, quando n\u00facleos de ur\u00e2nio 238 absorvem n\u00eautrons, eles se tranformam em n\u00facleos de plut\u00f4nio 239, de modo que a amostra original passa a conter tamb\u00e9m esse elemento. A separa\u00e7\u00e3o do plut\u00f4nio do ur\u00e2nio \u00e9 mais f\u00e1cil porque eles t\u00eam propriedades qu\u00edmicas diferentes.
\n Uma \u00faltima observa\u00e7\u00e3o. O ur\u00e2nio tem n\u00famero at\u00f4mico Z = 92. Qualquer elemento com Z > 92 \u00e9 chamado transur\u00e2nico. O net\u00fanio e o plut\u00f4nio s\u00e3o elementos transur\u00e2nicos. Existem outros elementos transur\u00e2nicos e todos s\u00e3o radioativos e artificiais.<\/p>\n

Fus\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Fus\u00e3o nuclear \u00e9 o processo de forma\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo a partir da colis\u00e3o e posterior jun\u00e7\u00e3o de dois n\u00facleos menores. Os n\u00facleos que colidem devem ter, inicialmente, uma energia cin\u00e9tica que lhes permita se aproximar contra a repuls\u00e3o coulombiana o suficiente para que a intera\u00e7\u00e3o nuclear forte passe a ser efetiva e mais importante. Como a repuls\u00e3o coulombiana \u00e9 tanto mais importante quanto maior a carga el\u00e9trica dos n\u00facleos em colis\u00e3o, a fus\u00e3o nuclear pode ser provocada com mais facilidade entre n\u00facleos com n\u00famero pequeno de pr\u00f3tons.<\/p>\n

A energia cin\u00e9tica m\u00ednima dos n\u00facleos para que ocorra a fus\u00e3o pode ser estimada supondo que a intera\u00e7\u00e3o nuclear se torna efetiva para uni-los quando eles entram em contato. Ent\u00e3o, a energia cin\u00e9tica m\u00ednima dos n\u00facleos, supostos esf\u00e9ricos, deve ser igual \u00e0 energia potencial de repuls\u00e3o coulombiana entre eles:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

onde R1 e R2 s\u00e3o os raios e Z1 e Z2, os n\u00fameros at\u00f4micos dos n\u00facleos. Com:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Da teoria cin\u00e9tica sabe-se que a energia cin\u00e9tica m\u00e9dia por part\u00edcula de um g\u00e1s \u00e9 da ordem de kBT, onde:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

\u00e9 a constante de Boltzmann e T, a temperatura kelvin. Um g\u00e1s dos n\u00facleos de menor n\u00famero at\u00f4mico, isto \u00e9, um g\u00e1s de pr\u00f3tons ou um g\u00e1s de n\u00facleos de deut\u00e9rio, se existisse qualquer um dos dois, deveria ter uma temperatura da ordem de 109 K para que ocorressem fus\u00f5es porque, fazendo EMIN = kBT com Z1 = Z2 = 1, temos:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Esse resultado representa apenas uma estimativa grosseira. Na verdade, para um g\u00e1s de pr\u00f3tons ou um g\u00e1s de n\u00facleos de deut\u00e9rio, j\u00e1 ocorrem fus\u00f5es se a temperatura \u00e9 da ordem de 106 K ou, em termos energ\u00e9ticos, se os pr\u00f3tons ou os n\u00facleos de deut\u00e9rio t\u00eam energias cin\u00e9ticas de cerca de 90 eV. \u00c9 interessante comparar essa energia m\u00ednima que devem ter os pr\u00f3tons ou os n\u00facleos de deut\u00e9rio para iniciar as rea\u00e7\u00f5es de fus\u00e3o com a energia cin\u00e9tica dos n\u00eautrons t\u00e9rmicos que iniciam as rea\u00e7\u00f5es de fiss\u00e3o, que \u00e9 de cerca de 0,03 eV.<\/p>\n

Em temperaturas da ordem de 106 K, as unidades b\u00e1sicas de qualquer subst\u00e2ncia n\u00e3o s\u00e3o mais os \u00e1tomos ou mol\u00e9culas e sim, os n\u00facleos correspondentes e os el\u00e9trons, estes n\u00e3o mais ligados \u00e0queles devido \u00e0 intensidade das colis\u00f5es. O que se tem \u00e9 um plasma, ou seja, um g\u00e1s neutro de n\u00facleos com carga positiva e el\u00e9trons livres, que s\u00f3 pode ser mantido confinado por campos el\u00e9tricos e magn\u00e9ticos.\u00a0
\n As estrelas, em sua grande maioria, s\u00e3o bolas de plasma confinado pelo campo gravitacional e as rea\u00e7\u00f5es de fus\u00e3o s\u00e3o as respons\u00e1veis pela produ\u00e7\u00e3o de energia.<\/p>\n

Energia Liberada na Fus\u00e3o<\/h2>\n

J\u00e1 foi discutido que o processo de fus\u00e3o vem acompanhado de libera\u00e7\u00e3o de energia porque as energias de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon dos n\u00facleos iniciais s\u00e3o menores do que a energia de liga\u00e7\u00e3o por n\u00facleon do n\u00facleo final. Tomando como exemplo a fus\u00e3o de dois n\u00facleos de oxig\u00eanio 16 para formar um n\u00facleo de enxofre 32 foi visto que era liberada uma energia de 25,6 MeV. O c\u00e1lculo foi o poss\u00edvel de ser feito a partir do gr\u00e1fico E \/ A contra A. Agora, fazendo Z1 = Z2 = 8 na express\u00e3o para a energia cin\u00e9tica m\u00ednima dos n\u00facleos para que ocorra a fus\u00e3o vem:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

Ent\u00e3o, em princ\u00edpio, a energia liberada nessa fus\u00e3o \u00e9 suficiente para excitar outros n\u00facleos e produzir uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia. O mesmo vale para outros exemplos de fus\u00e3o. E de modo an\u00e1logo ao caso da fiss\u00e3o, num reator nuclear, a rea\u00e7\u00e3o \u00e9 controlada, e numa bomba termonuclear (bomba H), n\u00e3o.<\/p>\n

Reatores de Fus\u00e3o Nuclear<\/h2>\n

Reator de fus\u00e3o nuclear \u00e9 qualquer sistema f\u00edsico onde se produz e se controla uma rea\u00e7\u00e3o nuclear de fus\u00e3o em cadeia. Embora existam v\u00e1rios m\u00e9todos propostos e sendo implementados para a gera\u00e7\u00e3o de energia por meio da fus\u00e3o, ainda n\u00e3o existe um reator que funcione satisfatoriamente. A rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o deut\u00e9rio-h\u00e9lio 3:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

e a rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o deut\u00e9rio-tr\u00edtio:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

s\u00e3o consideradas as mais importantes porque liberam grande quantidade de energia por unidade de massa. Contudo, para a implementa\u00e7\u00e3o da rea\u00e7\u00e3o deut\u00e9rio-h\u00e9lio 3, deve-se enfrentar um problema at\u00e9 agora em aberto: enquanto o deut\u00e9rio pode ser facilmente obtido da \u00e1gua do mar, o h\u00e9lio 3 \u00e9 raro e n\u00e3o pode ser obtido por qualquer processo simples. Por outro lado, para a implementa\u00e7\u00e3o da rea\u00e7\u00e3o deut\u00e9rio-tr\u00edtio, deve-se enfrentar os seguintes problemas: o tr\u00edtio \u00e9 muito raro na natureza e os n\u00eautrons produzidos, ao serem absorvidos por v\u00e1rios tipos de n\u00facleos, podem originar n\u00facleos radioativos. Aparentemente, esses dois problemas t\u00eam solu\u00e7\u00e3o. A escassez de tr\u00edtio pode ser resolvida porque o tr\u00edtio pode ser produzido pelo bombardeamento de l\u00edtio pelos n\u00eautrons liberados num reator de fiss\u00e3o, segundo a rea\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

e o perigo dos n\u00eautrons produzidos tamb\u00e9m pode ser resolvido porque os n\u00eautrons podem ser absorvidos por l\u00edtio segundo a mesma rea\u00e7\u00e3o e com a vantagem de se produzir mais tr\u00edtio.
\n O obst\u00e1culo mais importante que impede o funcionamento satisfat\u00f3rio dos reatores de fus\u00e3o \u00e9 a incapacidade de se manter uma certa quantidade de plasma de deut\u00e9rio e tr\u00edtio num estado de temperatura e press\u00e3o adequado para que ocorram as fus\u00f5es durante o intervalo de tempo necess\u00e1rio para produzir uma quantidade de energia maior do que aquela consumida. No confinamento magn\u00e9tico, o plasma \u00e9 comprimido adiabaticamente pelo r\u00e1pido aumento da intensidade do campo magn\u00e9tico e, com isso, aumenta a sua temperatura at\u00e9 que aconte\u00e7am as fus\u00f5es. No confinamento inercial, feixes muito intensos de raio laser aquecem e comprimem min\u00fasculas c\u00e1psulas com um plasma de deut\u00e9rio e tr\u00edtio at\u00e9 que ele atinja um estado de temperatura e press\u00e3o adequado para que ocorram as fus\u00f5es.<\/p>\n

A Energia do Sol<\/h2>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

As temperaturas no interior do Sol e de outras estrelas s\u00e3o maiores do que 107 oC. Ent\u00e3o, nesses ambientes ocorrem rea\u00e7\u00f5es termonucleares. Ao lado est\u00e3o representados os est\u00e1gios do ciclo do carbono, que se sup\u00f5e ser o processo que produz a maior parte da energia que o Sol continuamente irradia para o espa\u00e7o. O carbono 12 consumido no est\u00e1gio 1 reaparece como produto no est\u00e1gio 6, ou seja, o ciclo do carbono n\u00e3o faz diminuir a quantidade de carbono 12 do interior do Sol. Por outro lado, o hidrog\u00eanio 1, ou seja, os pr\u00f3tons, consumidos nos est\u00e1gios 1, 3, 4 e 6, nunca mais reaparece como produto. O produto final do ciclo \u00e9 o h\u00e9lio 4 e a rea\u00e7\u00e3o efetiva que se desenvolve no ciclo do carbono \u00e9 a seguinte:<\/p>\n

\"F\u00edsica<\/p>\n

A rea\u00e7\u00e3o \u00e9 de fus\u00e3o de 4 n\u00facleos de hidrog\u00eanio 1 (4 pr\u00f3tons) para resultar em um n\u00facleo de h\u00e9lio 4. A energia total gerada nessa rea\u00e7\u00e3o \u00e9 de cerca de 25 MeV. Com o passar do tempo, o conte\u00fado de hidrog\u00eanio do Sol diminui e cresce o conte\u00fado de h\u00e9lio.<\/p>\n

Fonte: www.ufsm.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[320],"tags":[],"class_list":["post-64858","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fisica"],"acf":[],"yoast_head":"\nF\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"noindex, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"pt_BR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Portal S\u00e3o Francisco\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/Portal-S%c3%a3o-Francisco-230719150302226\/\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2016-07-18T17:28:03+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2016-07-18T17:48:19+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg\" \/>\n<meta name=\"author\" content=\"admin\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Escrito por\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"admin\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:label2\" content=\"Est. tempo de leitura\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data2\" content=\"78 minutos\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\\\/\\\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"Article\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#article\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear\"},\"author\":{\"name\":\"admin\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/#\\\/schema\\\/person\\\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859\"},\"headline\":\"F\u00edsica Nuclear\",\"datePublished\":\"2016-07-18T17:28:03+00:00\",\"dateModified\":\"2016-07-18T17:48:19+00:00\",\"mainEntityOfPage\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear\"},\"wordCount\":15567,\"commentCount\":1,\"image\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#primaryimage\"},\"thumbnailUrl\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/wp-content\\\/uploads\\\/2016\\\/07\\\/nuclea25.jpg\",\"articleSection\":[\"F\u00edsica\"],\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"CommentAction\",\"name\":\"Comment\",\"target\":[\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#respond\"]}]},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear\",\"url\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear\",\"name\":\"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#primaryimage\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#primaryimage\"},\"thumbnailUrl\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/wp-content\\\/uploads\\\/2016\\\/07\\\/nuclea25.jpg\",\"datePublished\":\"2016-07-18T17:28:03+00:00\",\"dateModified\":\"2016-07-18T17:48:19+00:00\",\"author\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/#\\\/schema\\\/person\\\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859\"},\"description\":\"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear\",\"breadcrumb\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#breadcrumb\"},\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear\"]}]},{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#primaryimage\",\"url\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/wp-content\\\/uploads\\\/2016\\\/07\\\/nuclea25.jpg\",\"contentUrl\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/wp-content\\\/uploads\\\/2016\\\/07\\\/nuclea25.jpg\",\"width\":366,\"height\":346},{\"@type\":\"BreadcrumbList\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\\\/fisica-nuclear#breadcrumb\",\"itemListElement\":[{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":1,\"name\":\"In\u00edcio\",\"item\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/\"},{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":2,\"name\":\"Ci\u00eancias da Natureza\",\"item\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/categoria\\\/ciencias-da-natureza\"},{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":3,\"name\":\"F\u00edsica\",\"item\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/categoria\\\/ciencias-da-natureza\\\/fisica\"},{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":4,\"name\":\"F\u00edsica Nuclear\"}]},{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/#website\",\"url\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/\",\"name\":\"Portal S\u00e3o Francisco\",\"description\":\"Pesquisa Escolar Gratuita\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":{\"@type\":\"EntryPoint\",\"urlTemplate\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/?s={search_term_string}\"},\"query-input\":{\"@type\":\"PropertyValueSpecification\",\"valueRequired\":true,\"valueName\":\"search_term_string\"}}],\"inLanguage\":\"pt-BR\"},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/lab.fabricadelandings.com.br\\\/portalsaofrancisconovo\\\/#\\\/schema\\\/person\\\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859\",\"name\":\"admin\"}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","yoast_head_json":{"title":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear","description":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear","robots":{"index":"noindex","follow":"follow","max-snippet":"max-snippet:-1","max-image-preview":"max-image-preview:large","max-video-preview":"max-video-preview:-1"},"og_locale":"pt_BR","og_type":"article","og_title":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear","og_description":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear","og_url":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear","og_site_name":"Portal S\u00e3o Francisco","article_publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/Portal-S%c3%a3o-Francisco-230719150302226\/","article_published_time":"2016-07-18T17:28:03+00:00","article_modified_time":"2016-07-18T17:48:19+00:00","og_image":[{"url":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg","type":"","width":"","height":""}],"author":"admin","twitter_card":"summary_large_image","twitter_misc":{"Escrito por":"admin","Est. tempo de leitura":"78 minutos"},"schema":{"@context":"https:\/\/schema.org","@graph":[{"@type":"Article","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#article","isPartOf":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear"},"author":{"name":"admin","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/#\/schema\/person\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859"},"headline":"F\u00edsica Nuclear","datePublished":"2016-07-18T17:28:03+00:00","dateModified":"2016-07-18T17:48:19+00:00","mainEntityOfPage":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear"},"wordCount":15567,"commentCount":1,"image":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#primaryimage"},"thumbnailUrl":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg","articleSection":["F\u00edsica"],"inLanguage":"pt-BR","potentialAction":[{"@type":"CommentAction","name":"Comment","target":["https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#respond"]}]},{"@type":"WebPage","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear","url":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear","name":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9 F\u00edsica Nuclear","isPartOf":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/#website"},"primaryImageOfPage":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#primaryimage"},"image":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#primaryimage"},"thumbnailUrl":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg","datePublished":"2016-07-18T17:28:03+00:00","dateModified":"2016-07-18T17:48:19+00:00","author":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/#\/schema\/person\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859"},"description":"F\u00edsica Nuclear, \u00c1tomo, O que \u00e9, Estrutura, Rea\u00e7\u00f5es, Armas, Modelos, Experimentos, Defini\u00e7\u00e3o, Caractert\u00edsticas, F\u00edsica Nuclear","breadcrumb":{"@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#breadcrumb"},"inLanguage":"pt-BR","potentialAction":[{"@type":"ReadAction","target":["https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear"]}]},{"@type":"ImageObject","inLanguage":"pt-BR","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#primaryimage","url":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg","contentUrl":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2016\/07\/nuclea25.jpg","width":366,"height":346},{"@type":"BreadcrumbList","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fisica-nuclear#breadcrumb","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"name":"In\u00edcio","item":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/"},{"@type":"ListItem","position":2,"name":"Ci\u00eancias da Natureza","item":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/categoria\/ciencias-da-natureza"},{"@type":"ListItem","position":3,"name":"F\u00edsica","item":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/categoria\/ciencias-da-natureza\/fisica"},{"@type":"ListItem","position":4,"name":"F\u00edsica Nuclear"}]},{"@type":"WebSite","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/#website","url":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/","name":"Portal S\u00e3o Francisco","description":"Pesquisa Escolar Gratuita","potentialAction":[{"@type":"SearchAction","target":{"@type":"EntryPoint","urlTemplate":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?s={search_term_string}"},"query-input":{"@type":"PropertyValueSpecification","valueRequired":true,"valueName":"search_term_string"}}],"inLanguage":"pt-BR"},{"@type":"Person","@id":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/#\/schema\/person\/a2983caad62d5e66c056b66748c8d859","name":"admin"}]}},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64858","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=64858"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64858\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=64858"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=64858"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=64858"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}