{"id":64861,"date":"2016-07-18T17:28:02","date_gmt":"2016-07-18T17:28:02","guid":{"rendered":"http:\/\/cms.portalsaofrancisco.com.br\/?p=64861"},"modified":"2016-07-18T17:48:45","modified_gmt":"2016-07-18T17:48:45","slug":"fissao-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/fissao-nuclear","title":{"rendered":"Fiss\u00e3o Nuclear"},"content":{"rendered":"

O desenvolvimento das aplica\u00e7\u00f5es da fiss\u00e3o e da fus\u00e3o nucleares<\/strong>, em particular as armas nucleares teve profundo efeito sobre nossas vidas nos \u00faltimos 45 anos. As aplica\u00e7\u00f5es pac\u00edficas destas rea\u00e7\u00f5es podem ter maior influ\u00eancia no futuro. <\/p>\n

Na natureza observa-se que os n\u00facleos at\u00f4micos de elementos muito pesados (n\u00famero at\u00f4mico maior que 92) est\u00e3o sujeitos a fiss\u00e3o espont\u00e2nea, ou seja, dividem-se em 2 outros n\u00facleos, mesmo quando n\u00e3o est\u00e3o sujeitos a perturba\u00e7\u00f5es externas. <\/p>\n

Podemos entender o fen\u00f4meno pela considera\u00e7\u00e3o de uma analogia entre o n\u00facleo e uma gota l\u00edquida carregada eletricamente. Se a gota n\u00e3o for muito grande, a tens\u00e3o superficial pode superar as for\u00e7as repulsivas das cargas el\u00e9tricas existentes na gota e impedir que ela se divida. H\u00e1 no entanto um tamanho m\u00e1ximo, al\u00e9m do qual a gota ser\u00e1 inst\u00e1vel e espontaneamente se dividir\u00e1. A fiss\u00e3o espont\u00e2nea estabelece um limite superior para o tamanho de um n\u00facleo e, portanto, para o n\u00famero de elementos qu\u00edmicos que podem existir na natureza. <\/p>\n

Alguns n\u00facleos pesados, Ur\u00e2nio e Plut\u00f4nio em especial, podem sofrer fiss\u00e3o pela captura de n\u00eautrons. Na fiss\u00e3o do 235U por exemplo, o n\u00facleo fica excitado pela captura de um n\u00eautron e se divide em dois outros n\u00facleos, emitindo diversos n\u00eautrons. A for\u00e7a de repuls\u00e3o el\u00e9trica provoca a separa\u00e7\u00e3o dos fragmentos de fiss\u00e3o, com energia que acaba se transformando em energia t\u00e9rmica. <\/p>\n

A fiss\u00e3o do Ur\u00e2nio foi estudada em 1939 por O. Hahn e F. Strassman, que descobriram, mediante an\u00e1lise qu\u00edmica cuidadosa, que no bombardeamento do Ur\u00e2nio por n\u00eautrons se formavam elementos de massa m\u00e9dia ( como o b\u00e1rio e o lant\u00e2nio). A descoberta da emiss\u00e3o de v\u00e1rios n\u00eautrons no processo de fiss\u00e3o levou imediatamente \u00e0 investiga\u00e7\u00e3o da possibilidade de estes n\u00eautrons emitidos provocarem outras fiss\u00f5es estabelecendo assim uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia. <\/p>\n

O processo de fiss\u00e3o \u00e9 um tanto semelhante ao da oscila\u00e7\u00e3o de uma gota l\u00edquida, como mostra a figura abaixo. Se as oscila\u00e7\u00f5es forem bastante intensas, a gota se divide em duas. <\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

Quando o 235U captura um n\u00eautron, o 236U resultante sofre fiss\u00e3o em 85% dos casos e desexcita\u00e7\u00e3o emitindo um raio gama em 15% dos casos.<\/p>\n

Uma rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o t\u00edpica \u00e9:<\/strong><\/p>\n

n + 235U \u00e0 141Ba + 92Kr + 3n<\/h4>\n

A energia m\u00e9dia liberada na fiss\u00e3o de 1 grama de 235U \u00e9 da ordem de 104 kW.h.<\/p>\n

( Extra\u00eddo e Adaptado de: Tipler, P.A.; \u00d3tica e F\u00edsica Moderna, vol. 4, 1991.) <\/p>\n

Fonte: www.consulteme.com.br<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h6>\n

\n

O que \u00e9<\/h4>\n

A fiss\u00e3o nuclear<\/strong> \u00e9 uma rea\u00e7\u00e3o em que um grande n\u00facleo se rompe em dois n\u00facleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.<\/p>\n

N\u00facleos podem fiss\u00e3o por conta pr\u00f3pria de forma espont\u00e2nea, mas apenas alguns n\u00facleos, como o ur\u00e2nio-235 e plut\u00f4nio-239, pode sustentar uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia de fiss\u00e3o. Isso ocorre porque esses n\u00facleos liberam n\u00eautrons quando eles quebram, e esses n\u00eautrons pode bater em outros n\u00facleos, fazendo com que eles tamb\u00e9m quebram e liberam mais n\u00eautrons.<\/p>\n

O ur\u00e2nio-235 \u00e9 o combust\u00edvel de escolha em todos os reatores comerciais (e at\u00e9 mesmo um reator naturais ). O combust\u00edvel de ur\u00e2nio \u00e9 embalado para o n\u00facleo e, geralmente, rodeado por um moderador, que \u00e9 uma subst\u00e2ncia que retarda os n\u00eautrons para que eles tenham uma melhor chance de induzir a fiss\u00e3o.<\/p>\n

Uma vez que a rea\u00e7\u00e3o em cadeia come\u00e7a a andar, o calor do n\u00facleo \u00e9 normalmente usado para ferver \u00e1gua e acionar uma turbina a vapor. A rea\u00e7\u00e3o em cadeia pode ser retardado e at\u00e9 mesmo desligado atrav\u00e9s da introdu\u00e7\u00e3o de barras de controle, que cont\u00eam materiais que absorvem n\u00eautrons.<\/p>\n

A Fiss\u00e3o Nuclear<\/h4>\n

Na fiss\u00e3o nuclear<\/strong>, a energia \u00e9 liberada pela divis\u00e3o do n\u00facleo normalmente em dois peda\u00e7os menores e de massas compar\u00e1veis – para n\u00facleos pesados, existe a fiss\u00e3o em mais de dois peda\u00e7os, mas \u00e9 muito rara, uma em 1 milh\u00e3o para ur\u00e2nio. <\/p>\n

Pela lei de conserva\u00e7\u00e3o de energia, a soma das energias dos novos n\u00facleos mais a energia liberada para o ambiente em forma de energia cin\u00e9tica dos produtos de fiss\u00e3o e dos n\u00eautrons liberados deve ser igual \u00e0 energia total do n\u00facleo original.<\/p>\n

A fiss\u00e3o do n\u00facleo raramente ocorre de forma espont\u00e2nea na natureza, mas pode ser induzida se bombardearmos n\u00facleos pesados com um n\u00eautron, que, ao ser absorvido, torna o n\u00facleo inst\u00e1vel.<\/p>\n

O 235U, por exemplo, ao ser bombardeado com um n\u00eautron, fissiona em dois peda\u00e7os menores, emitindo normalmente dois ou tr\u00eas n\u00eautrons (figura 1). Se houver outros n\u00facleos de 235U pr\u00f3ximos, eles t\u00eam uma certa chance de ser atingidos pelos n\u00eautrons produzidos na fiss\u00e3o. Se houver um grande n\u00famero dispon\u00edvel de n\u00facleos de ur\u00e2nio-235, a probabilidade de ocorrerem novas fiss\u00f5es ser\u00e1 alta, gerando novos n\u00eautrons, que ir\u00e3o gerar novas fiss\u00f5es.<\/p>\n

Esse processo sucessivo \u00e9 chamado rea\u00e7\u00e3o em cadeia (figura 2, abaixo). Controlando-se o n\u00famero de n\u00eautrons produzidos e a quantidade de 235U, pode-se controlar a taxa de fiss\u00e3o ao longo do tempo. Essa rea\u00e7\u00e3o em cadeia, denominada controlada, \u00e9 o processo utilizado em um reator nuclear. J\u00e1 em uma bomba at\u00f4mica, as fiss\u00f5es ocorrem todas em um intervalo de tempo muito curto, gerando uma enorme quantidade de energia e provocando a explos\u00e3o. <\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

O que torna o ur\u00e2nio conveniente para uso como combust\u00edvel \u00e9 a grande quantidade de energia liberada por esse elemento ao se fissionar.<\/p>\n

Fonte: www.biodiselBR.com<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h6>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/strong> \u00e9 uma forma especial de rea\u00e7\u00e3o at\u00f4mica em que os n\u00facleos dos elementos pesados, o ur\u00e2nio ou o plut\u00f4nio por exemplo, ao absorverem o n\u00eautron passam a um estado de forte excita\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

Passado um curto per\u00edodo dividem-se em dois fragmentos, que s\u00e3o os n\u00facleos dos \u00e1tomos dos elementos, situados a meio da tabela peri\u00f3dica de Mendeleieff, lan\u00e7ando neste caso uma s\u00e9rie de part\u00edculas em leque:<\/strong> el\u00e9trons, f\u00f3to ns, raios gama e dois ou tr\u00eas n\u00eautrons r\u00e1pidos. Tamb\u00e9m se liberta a energia cin\u00e9tica dos fragmentos que se dispersam e de outras part\u00edculas de 200 MeV aproximadamente. Alguns n\u00eautrons livres que ficam em excesso para os n\u00facleos dos novos \u00e1tomos formados, podem em certas condi\u00e7\u00f5es, come\u00e7ar cada um a sua cadeia de fiss\u00f5es dos n\u00facleos vizinhos dos \u00e1tomos de ur\u00e2nio ou plut\u00f4nio, em conseq\u00fc\u00eancia do que pode surgir na massa destas subst\u00e2ncias uma rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o nuclear em cadeia automultiplicada.<\/p>\n

A fiss\u00e3o rios n\u00facleos, dos \u00e1tomos, dos elementos pesados, tem lugar n\u00e3o apenas pela absor\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons, mas tamb\u00e9m devido \u00e0 radia\u00e7\u00e3o de outras part\u00edculas aceleradas at\u00e9 energias muito altas:<\/strong> pr\u00f3tons, d\u00eauterons, part\u00edculas alfa, quantas-gama, etc. <\/p>\n

Contudo, s\u00f3 um tipo de fiss\u00e3o teve uma ampla aplica\u00e7\u00e3o industrial:<\/strong> fazendo incidir sobre as subst\u00e2ncias cind\u00edveis um fluxo de n\u00eautrons em instala\u00e7\u00f5es especiais:<\/strong> em reatores nucleares.<\/p>\n

Existe mais um tipo de fiss\u00e3o, a chamada fiss\u00e3o espont\u00e2nea dos n\u00facleos dos \u00e1tomos de ur\u00e2nio, descoberta em 1940 pelos f\u00edsicos sovi\u00e9ticos K. T. Petrzhak e G. N. Flerov, quando alguns dos n\u00facleos de ur\u00e2nio, sem nenhuma influ\u00eancia exterior aparente, se dividem espontaneamente em dois. Isto ocorre com pouca freq\u00fc\u00eancia, nunca mais de 20 fiss\u00f5es, por hora. Contudo, em outras condi\u00e7\u00f5es favor\u00e1veis, que se criam habitualmente nos reatores nucleares, \u00e9 completamente suficiente para provocar uma rea\u00e7\u00e3o nuclear em cadeia, sem necessidade de recorrer a qualquer fonte exterior de n\u00eautrons.<\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

Para ter uma id\u00e9ia clara do mecanismo da fiss\u00e3o do n\u00facleo at\u00f4mico de um elemento pesado, por exemplo do ur\u00e2nio, com a absor\u00e7\u00e3o do n\u00eautron, j\u00e1 nos anos 30 o f\u00edsico sovi\u00e9tico Y. I. Frenkel, e nos Estados Unidos Wiler, propuseram o chamado modelo de gota da estrutura do n\u00facleo at\u00f4mico, isto \u00e9, um modelo que recorda o comportamento da gota l\u00edquida carregada de ele t ricidade positiva. As part\u00edculas, nucle ons (pr \u00f3tons e n \u00eautrons ) de que se comp\u00f5e o n\u00facleo, est\u00e3o nele distribu\u00eddas da mesma forma e segundo as leis muito semelhantes \u00e0s das mol\u00e9culas na gota esf\u00e9rica de um l\u00edquido. As cargas el\u00e9t ricas das mol\u00e9culas do l\u00edquido com a mesma carga repelem – se com bastante energia, em conseq\u00fc\u00eancia do que as mol\u00e9culas est\u00e3o debilmente ligadas entre si e s\u00e3o muito m\u00f3veis, mas a gota em conjunto \u00e9 l\u00edquida e procura rinchar\u00bb, rasgar – se. Os pr\u00f3tons do n\u00facleo esf\u00e9rico do \u00e1tomo carregados positivamente repelem – se aproximadamente da mesma fo rma e esfor\u00e7am – se por afastar – se.<\/p>\n

Mas na gota do l\u00edquido a t uam tamb\u00e9m outras for\u00e7as. Esta \u00e9 a tens\u00e3o superficial da sua pel\u00edcula mole cular exterior, que sustenta as mol\u00e9culas do liquido, em conseq\u00fc\u00eancia do que toma a \u00fanica forma poss\u00edvel de gota rigorosa mente esf\u00e9rica para as part\u00edculas muito m\u00f3veis e debilmente ligadas entre si.<\/p>\n

Contudo, as for\u00e7as da tens\u00e3o superficial t\u00eam limites de a \u00e7 \u00e3o muito estreitos, que dependem das propriedades do l\u00edquido:<\/strong> densidade, viscosidade, etc. Por isso as dimens\u00f5es da got a tamb\u00e9m n\u00e3o ultrapassam uma grandeza limite.<\/p>\n

Nisto se pode encontrar uma analogia muito pr\u00f3xima com as for\u00e7as nucleares que ret\u00eam as part\u00edculas, principalmente os pr\u00f3tons , num pequeno volume do n\u00facleo, e nem com uma for\u00e7a extraordin\u00e1ria lhes permitem escaparem – se. Tamb\u00e9m existe uma fronteira bem marcada na a\u00e7\u00e3o destas for\u00e7as nucleares (aproximadamente dois di\u00e2metros do n\u00facleo at\u00f4mico ), al\u00e9m da qual mesmo estas for\u00e7as de uma extraordin\u00e1ria pot\u00eancia n\u00e3o s\u00e3o suficientes para superar as enormes for\u00e7as de repuls\u00e3o eletrost\u00e1tica.<\/p>\n

Quando a gota adquire dimens\u00f5es superiores \u00e0quelas que a tens\u00e3o superficial de um certo l\u00edquido \u00e9 capaz de manter, divide – se devido \u00e0 a\u00e7\u00e3o das for\u00e7as el\u00e9tricas moleculares de repuls\u00e3o. Mas isto n\u00e3o sucede de repente, primeiro deforma – s e, alarga – se, depois contrai a parte m\u00e9dia, toma a forma de pesos e divide por fim em duas partes.<\/p>\n

O mesmo sucede quando no n\u00facleo do \u00e1tomo choca um n\u00eautron em excesso, ent\u00e3o o n\u00facleo passa a um estado de excita\u00e7\u00e3o. Quando isto sucede o movimento das part\u00edculas que formam este n\u00facleo acelera – se violentamente devido \u00e0 energia exterior trazida que \u00e9 igual a 7 MeV; ou, o que \u00e9 o mesmo, aumenta bruscamente a temperatura da subst\u00e2ncia do n\u00facleo. O n\u00facleo, sacudido por um n\u00famero crescente de impact os, parece inchar, e em determinado momento uma das suas partes \u00abespreme – se\u00bb para o exterior, encontrando – se na zona do enfraquecimento da a\u00e7\u00e3o das for\u00e7as nucleares interiores da reten\u00e7\u00e3o. Altera – se no n\u00facleo o equil\u00edbrio das for\u00e7as de repuls\u00e3o e de atra\u00e7\u00e3o; as for\u00e7as de repuls\u00e3o dos pr\u00f3tons come\u00e7am a exceder as for\u00e7as do n\u00facleo. Este perde a sua forma esf\u00e9rica, alarga – se, estreita num ponto e, convertendo – se em \u00abpesos\u00bb, acaba por dividir – se em dois. As suas duas metades, que se transformaram em n\u00facleos at\u00f4micos de elementos m\u00e9dios afastam – se com enorme velocidade, transportando cerca de 200 MeV de energia cin\u00e9tica. A divis\u00e3o em tr\u00eas ou quatro partes ocorre com pouca freq\u00fc\u00eancia.<\/p>\n

Estas partes, que se encontram supersaturadas de n\u00eautrons , expelem – nos e, sofrendo v\u00e1rias fiss\u00f5es beta consecutivas (emitindo el\u00e9t rons ), transformam – se em n\u00facleos j\u00e1 est\u00e1veis de \u00e1tomos dos elementos m\u00e9dios da tabela de Mendeleieff.<\/p>\n

Fonte: www.fisica.net<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h6>\n

A palavra fiss\u00e3o<\/strong> significa parti\u00e7\u00e3o, quebra, divis\u00e3o. Fiss\u00e3o nuclear \u00e9 a quebra de um n\u00facleo at\u00f4mico pesado e inst\u00e1vel atrav\u00e9s de bombardeamento desse n\u00facleo com n\u00eautrons moderados, originando dois n\u00facleos at\u00f4micos m\u00e9dios, mais 2 ou 3 n\u00eautrons e uma quantidade de energia enQrme. Enrico Fermi, em 1934, bombardeando n\u00facleos com n\u00eautrons de velocidade moderada, observou que os n\u00facleos bombardeados capturavam os n\u00eautrons. Pouco tempo depois, ap\u00f3s o bombardeamento de ur\u00e2nio com n\u00eautrons moderados, a equipe do cientista alem\u00e3o OttO Hahn constatou a presen\u00e7a de \u00e1tomos de b\u00e1rio, vindo a concluir que, ap\u00f3s o bombardeio, n\u00facleos inst\u00e1veis de ur\u00e2nio, partiam-se praticamente ao meio. <\/p>\n

Como os n\u00eautrons n\u00e3o possuem carga el\u00e9trica, n~o sofrem desvio de sua trajet\u00f3ria, devido ao campo el\u00e9tromagn\u00e9tico do \u00e1tomo. <\/p>\n

Estando muito acelerado, atravessariam completamente o \u00e1tomo; estando a uma velocidade muito lenta, seriam rebatidos; mas com velocidade moderada, ficam retidos, e o novo n\u00facleo formado, inst\u00e1vel, sofre desintegra\u00e7\u00e3o posterior com emiss\u00e3o de part\u00edculas beta. Somente alguns \u00e1tomos s\u00e3o capazes de sofrer fiss\u00e3o, entre eles o ur\u00e2nio-235 e o plut\u00f4nio. <\/p>\n

A enorme quantidade de energia produzida numa fiss\u00e3o nuclear prov\u00e9m da transforma\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria em energia. Na fiss\u00e3o nuclear h\u00e1 uma significativa perda de massa, isto \u00e9, a massa dos produtos \u00e9 menor que a massa dos reagentes.<\/p>\n

Tal possibilidade est\u00e1 expressa na famosa equa\u00e7\u00e3o de Einsten:<\/strong> E=mc\u00b2, onde E \u00e9 energia, m massa e c a velocidade da luz no v\u00e1cuo.<\/p>\n

No processo de fiss\u00e3o, cerca de 87,5% da energia liberada aparece na forma de energia cin\u00e9tica dos produtos da fiss\u00e3o e cerca de 12,5% como energia eletromagn\u00e9tica. Rea\u00e7\u00e3o em cadeia e massa cr\u00edtica. Esse bombardeamento do n\u00facleo de um \u00e1tomo com um n\u00eautron causa a fiss\u00e3o do n\u00facleo desse \u00e1tomo e a libera\u00e7\u00e3o de 2 ou 3 novos n\u00eautrons. A rea\u00e7\u00e3o em cadeia s\u00f3 ocorre acima de determinada massa de ur\u00e2nio. <\/p>\n

A mesma ocorre com velocidade m\u00e1xima quando a amostra do material f\u00edssil \u00e9 grande suficiente para a maioria dos dos n\u00eautrons emitidos ser capturados por outros n\u00facleos. Portanto, a ra\u00e7\u00e3o em cadeia se mant\u00e9m, se a massa do material \u00e9 superior a um certo valor caracter\u00edstico chamado massa cr\u00edtica. Para o ur\u00e2nio-235 a massa cr\u00edtica \u00e9 de aproximadamnete 3,25 Kg.Alguns elementos qu\u00edmicos, como o boro, na forma de \u00e1cido b\u00f3rico ou de metal, e o cadmio, em barras met\u00e1licas, t\u00eam a propiedade de absorver n\u00eautrons, porque seus n\u00facleos podem conter ainda um n\u00famero de n\u00eautrons superior ao existente em seu estado natural, resultando na forma\u00e7\u00e3o de is\u00f3topos de boro e de c\u00e1dmio. <\/p>\n

A grande aplica\u00e7\u00e3o do controle da rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o nuclear em cadeia \u00e9 nos Reatores Nucleares. para gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica. <\/p>\n

A grande vantagem de uma Central T\u00e9rmica Nuclear \u00e9 a enorme quantidade de energia que pode ser gerada. ou seja. a pot\u00eancia gerada. para pouco material usado (o ur\u00e2nio). <\/p>\n

Uso<\/h4>\n

\"Fiss\u00e3o
\nE. Schr\u00f6dinger (1887 – 1961)<\/strong><\/p>\n

Para a utiliza\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica da energia nuclear, recorre-se a uma rea\u00e7\u00e3o chamada fiss\u00e3o nuclear. A palavra fiss\u00e3o significa separa\u00e7\u00e3o, cis\u00e3o, quebra. A energia nuclear \u00e9 a energia que mant\u00e9m unidas as part\u00edculas constituintes do n\u00facleo at\u00f4mico. Assim, a energia nuclear pode ser liberada, quebrando-se o n\u00facleo de um \u00e1tomo. Ela \u00e9 provocada por um n\u00eautron, quando este \u00e9 capturado por um n\u00facleo de grande massa at\u00f4mica, como o do is\u00f3topo 235 do ur\u00e2nio. Depois da captura do n\u00eautron, o n\u00facleo se divide em dois outros, cada um com cerca da metade da massa original, com emiss\u00e3o de dois ou tr\u00eas n\u00eautrons e libera\u00e7\u00e3o de uma grande quantidade de energia. S\u00e3o esses n\u00eautrons que, capturados por outros n\u00facleos, produzem a rea\u00e7\u00e3o em cadeia, que, uma vez iniciada, se mant\u00e9m no interior de um reator nuclear a fiss\u00e3o.<\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

Nas usinas termonucleares, a energia t\u00e9rmica que vaporiza a \u00e1gua da caldeira \u00e9 conseguida atrav\u00e9s da fiss\u00e3o controlada do ur\u00e2nio 238 e do ur\u00e2nio 235, dependendo do tipo de reator da usina.<\/p>\n

Na fiss\u00e3o nuclear, a rea\u00e7\u00e3o em cadeia \u00e9 um processo extremamente r\u00e1pido, quando n\u00e3o controlado. As explos\u00f5es de bombas at\u00f4micas acontecem por fiss\u00e3o nuclear n\u00e3o controlada. <\/p>\n

Fonte: br.geocities.com<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h6>\n

Defini\u00e7\u00e3o da fiss\u00e3o nuclear<\/h4>\n

A fiss\u00e3o nuclear<\/strong> \u00e9 uma rea\u00e7\u00e3o nuclear em que um n\u00facleo at\u00f4mico pesado, como o ur\u00e2nio, divide em dois n\u00facleos mais leves. <\/p>\n

Outras part\u00edculas, como pr\u00f3tons e n\u00eautrons livres, bem como grandes quantidades de energia e radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, s\u00e3o produzidos durante as rea\u00e7\u00f5es de fiss\u00e3o. <\/p>\n

A fiss\u00e3o nuclear \u00e9 a rea\u00e7\u00e3o que \u00e9 usada hoje para produzir eletricidade em um reator nuclear. <\/p>\n

O poder explosivo de uma bomba at\u00f4mica \u00e9 o resultado de uma rea\u00e7\u00e3o muito r\u00e1pida em cadeia de fiss\u00e3o. Por grama de combust\u00edvel, fiss\u00e3o produz mais de dez milh\u00f5es de vezes a energia de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica t\u00edpica, como gasolina em chamas ou at\u00e9 mesmo explodir TNT. <\/p>\n

As rea\u00e7\u00f5es nucleares produzem res\u00edduos radioativos como um subproduto, que pode continuar a ser um s\u00e9rio problema de sa\u00fade por muitos milhares de anos. <\/p>\n

A Fiss\u00e3o Nuclear<\/h4>\n

Na fiss\u00e3o<\/strong> nuclear<\/strong>, um \u00e1tomo de um elemento \u00e9 dividido produzindo dois \u00e1tomos de menores dimens\u00f5es de elementos diferentes.<\/p>\n

A fiss\u00e3o de ur\u00e2nio 235 liberta uma m\u00e9dia de 2,5 neutr\u00f5es por cada n\u00facleo dividido. Por sua vez, estes neutr\u00f5es v\u00e3o rapidamente causar a fiss\u00e3o de mais \u00e1tomos, que ir\u00e3o libertar mais neutr\u00f5es e assim sucessivamente, iniciando uma auto-sustentada s\u00e9rie de fiss\u00f5es nucleares, \u00e0 qual que se d\u00e1 o nome de rea\u00e7\u00e3o em cadeia, que resulta na liberta\u00e7\u00e3o cont\u00ednua de energia.<\/p>\n

Quando a massa total dos produtos da cis\u00e3o nuclear \u00e9 calculada, verifica-se que \u00e9 menor do que a massa original do \u00e1tomo antes da cis\u00e3o. <\/p>\n

A teoria da relatividade de Albert Einstein d\u00e1 a explica\u00e7\u00e3o para esta massa perdida: <\/strong>Einstein demonstrou que massa e energia s\u00e3o duas equivalentes. Portanto, a massa perdida durante a cis\u00e3o reaparece sob a forma de energia. <\/p>\n

Einstein resumia esta equival\u00eancia na famosa equa\u00e7\u00e3o:<\/strong><\/p>\n

E=mc\u00b2<\/h4>\n

onde E \u00e9 a energia, m a massa e c a velocidade da luz. Uma vez que c \u00e9 muito grande (300 mil quil\u00f3metros por segundo), E ser\u00e1 realmente muito grande, mesmo quando se perde apenas uma pequena por\u00e7\u00e3o de massa.<\/p>\n

Hist\u00f3ria da fiss\u00e3o do U-235 <\/h4>\n

Na d\u00e9cada de 1930, os f\u00edsicos alem\u00e3es Otto Hahn \/ qu\u00edmicos e Fritz Strassman tentou criar elementos transuranianos bombardeando o ur\u00e2nio com n\u00eautrons. <\/p>\n

Em vez de os elementos pesados que esperavam, eles t\u00eam v\u00e1rios produtos n\u00e3o identificados. <\/p>\n

Quando eles finalmente identificou um dos produtos como b\u00e1rio-141, eles estavam relutantes em publicar a descoberta, porque foi t\u00e3o inesperado. <\/p>\n

Quando eles finalmente publicou os resultados em 1939, que chamou a aten\u00e7\u00e3o de Lise Meitner, um f\u00edsico nascido na \u00c1ustria que havia trabalhado com Hahn em seus experimentos nucleares. <\/p>\n

Ap\u00f3s a invas\u00e3o da \u00c1ustria por Hitler, que tinha sido for\u00e7ado a fugir para a Su\u00e9cia, onde ela e Otto Frisch, seu sobrinho, continuou a trabalhar sobre o problema bombardeamento de n\u00eautrons. Ela foi a primeira a perceber que b\u00e1rio de Hahn e de outros produtos mais leves dos experimentos de bombardeamento de n\u00eautrons vinham da fiss\u00e3o do U-235. <\/p>\n

Frisch e Meitner realizadaram mais experimentos que mostraram que a fiss\u00e3o do U-235 rendeu uma enorme quantidade de energia, e que a fiss\u00e3o rendeu pelo menos dois n\u00eautrons por n\u00eautrons absorvidos na intera\u00e7\u00e3o. Eles perceberam que este tornou poss\u00edvel uma rea\u00e7\u00e3o em cadeia com um rendimento de energia sem precedentes. <\/p>\n

Fonte:<\/strong> hyperphysics.phy-astr.gsu.edu<\/p>\n

Fiss\u00e3o Nuclear<\/h6>\n

Fiss\u00e3o nuclear<\/strong> \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. <\/p>\n

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. <\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

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. <\/p>\n

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. 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.<\/p>\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:<\/strong><\/p>\n

\u00a0p + <\/strong>7<\/strong>Li<\/strong>3<\/strong> \"Fiss\u00e3o [ <\/strong>8<\/strong>Be<\/strong>4<\/strong> ] \"Fiss\u00e3oa + a<\/strong><\/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.<\/p>\n

\"Fiss\u00e3o<\/p>\n

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

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.<\/p>\n

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:<\/strong><\/p>\n

\u00a0<\/strong>A<\/strong>X<\/strong>Z<\/strong> + n \"Fiss\u00e3o [ <\/strong>A + 1<\/strong>X<\/strong>Z<\/strong> ] \"Fiss\u00e3o<\/strong>A + 1<\/strong>X<\/strong>Z<\/strong> + g<\/strong><\/p>\n

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

\u00a0238<\/strong>U<\/strong>92<\/strong> + n \"Fiss\u00e3o [ <\/strong>239<\/strong>U<\/strong>92<\/strong> ] \"Fiss\u00e3o<\/strong>239<\/strong>Np<\/strong>93<\/strong> + e<\/strong>–<\/strong> + n* + g<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/strong>239<\/strong>Np<\/strong>93<\/strong> \"Fiss\u00e3o<\/strong>239<\/strong>Pu<\/strong>94<\/strong> + e<\/strong>–<\/strong> + n* + g<\/strong><\/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.<\/p>\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:<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n
235<\/strong>U<\/strong>92<\/strong> + n <\/strong>\"Fiss\u00e3o<\/strong><\/td>\n97<\/strong>Rb<\/strong>37<\/strong> + <\/strong>137<\/strong>Cs<\/strong>55<\/strong> + 2n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0<\/td>\n97<\/strong>Zr<\/strong>40<\/strong> + <\/strong>137<\/strong>Te<\/strong>52<\/strong> + 2n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0<\/td>\n94<\/strong>Sr<\/strong>38<\/strong> + <\/strong>140<\/strong>Xe<\/strong>54<\/strong> + 2n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0<\/td>\n87<\/strong>Br<\/strong>35<\/strong> + <\/strong>143<\/strong>La<\/strong>57<\/strong> + 6n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0<\/td>\n92<\/strong>Kr<\/strong>36<\/strong> + <\/strong>141<\/strong>Ba<\/strong>56<\/strong> + 3n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\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<\/h4>\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 g. 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 g.<\/p>\n

Rea\u00e7\u00e3o em Cadeia<\/h4>\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 1,57. 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 66 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.<\/p>\n

A rea\u00e7\u00e3o:<\/strong><\/p>\n

p + <\/strong>7<\/strong>Li<\/strong>3<\/strong> \"Fiss\u00e3o [ <\/strong>8<\/strong>Be<\/strong>4<\/strong> ] \"Fiss\u00e3o a + a<\/strong><\/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<\/h4>\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<\/h4>\n

Reator nuclear<\/strong> \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

\"Fiss\u00e3o<\/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<\/h4>\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). <\/p>\n

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:<\/strong><\/p>\n

238U92 + n \"Fiss\u00e3o<\/strong> [ 239U92 ] \"Fiss\u00e3o<\/strong> 239Np93 + e- + n* + g<\/p>\n

239Np93\"Fiss\u00e3o<\/strong> 239Pu94 + e- + n* + g<\/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. <\/p>\n

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):<\/strong><\/p>\n

239<\/strong>Pu<\/strong>94<\/strong> \"Fiss\u00e3o<\/strong>235<\/strong>U<\/strong>92<\/strong> + a<\/strong><\/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. <\/p>\n

A separa\u00e7\u00e3o do plut\u00f4nio do ur\u00e2nio \u00e9 mais f\u00e1cil porque eles t\u00eam propriedades qu\u00edmicas diferentes.<\/p>\n

Uma \u00faltima observa\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

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

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

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