O que é fissão e fusão nuclear?

Com o filme Oppenheimer, alguns fenômenos da física voltaram aos holofotes , entre eles a fissão e fusão nuclear. O uso dessas reações no desenvolvimento de armamento é bastante conhecido, mas você sabe como elas ocorrem?

Ligados ao comportamento do núcleo atômico de elementos radioativos como o Urânio e Tório, essas reações unem ou dividem moléculas, gerando muita energia. Atualmente estudar essas reações tem como principal a produção de energética em usinas nucleares e até medicina. Saiba mais sobre o processo de fissão nuclear.

Os nomes já dão uma pista sobre o processo que ocorre no núcleo atômico dos elementos. A fissão nuclear acontece quando um núcleo atômico é bombardeado por nêutrons, o dividindo em dois, ou mais, em uma reação em cadeia. 

Quando essa "quebra" ocorre, uma grande quantidade de energia é produzida. As primeiras bombas atômicas funcionavam fissão nuclear , e assim também funcionam a maioria das usinas termonucleares.

A fissão e a fusão nuclear são processos que ocorrem no interior do núcleo atômico.

Na a fusão nuclear é um processo que une dois núcleos menores em um maior. Mas para que isso ocorra, muita energia deve ser inserida no sistema. É "mais fácil" quebrar, do que fundir um núcleo. A união gera uma reação exotérmica, muito eficaz, que produz mais energia do que na fissão. 

Esse processo ocorre constantemente no Sol e nas estrelas.  Em solo terráqueo a fusão nuclear acontece em aceleradores de partículas , em escalas minúsculas, e é a tecnologia usada na bomba atômica de hidrogênio.

Você já pode ter ouvido sobre as infelizes tragédias relacionadas as usinas nucleares de Chernobyl e Fukushima. 

O acidente nuclear de Chernobyl aconteceu em 26 de abril de 1986, na Ucrânia. Durante um teste de segurança, o reator 4 explodiu deixando uma nuvem de destruição. Já o acidente em Fukushima, no Japão, ocorrido devido ao tsunami, provocado pelo terremoto Tohoku em 2011, contaminou o mar em volta da usina .

Mesmo que não pareça, as usinas termonucleares são seguras e produzem energia limpa. Assim como a energia eólica e solar, a produção por fissão nuclear, tem uma baixa pegada de carbono, porém não é tão barata de ser produzida.

No Brasil, de acordo com dados do IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares), temos ao menos 3 mil instalações de pesquisa e desenvolvimento na área de energia nuclear .

Usina Angra 1, localizada em Angra dos Reis, Rio de Janeiro.

Além das instalações de pesquisa, contamos também com as Usinas Angra 1 e 2, instaladas em Angra dos Reis. Juntas têm a capacidade de produção de 2 mil megawatts. Energia suficiente para levar eletricidade a 3 milhões de brasileiros.

As usinas nucleares funcionam em um sistema similar as de termoelétricas convencionais. Porém, o aquecimento da água, e a consequente geração de vapor, é propiciado pelo processo de fissão nuclear.

Em tanques de água ficam mergulhadas barras de material radioativo, mais comumente o Urânio, bombardeado com nêutrons, inicia o processo de fissão nuclear. A reação em cadeia gera muito calor, que aquece a água, transformando-a em vapor. Por sua vez, esse gira turbinas enormes que irão transformar toda essa energia em eletricidade.

Esquema de produção de energia elétrica em usina termonuclear.

Para cessar a reação em cadeia, barras de metais específicos são colocados como anteparo, barrando os nêutrons e servindo como freio.

Ainda são muitas as discussões sobre os riscos e benefícios na utilização da energia nuclear. A confiança na segurança, questões ambientais no descarte do rejeito radioativo, manutenção das usinas, entre outros, ainda colocam em check o aceite popular. Mas são inegáveis os avanços que os usos da energia nuclear têm nos proporcionado. 

Você sabia que o Raio-X existe graças a uma fissão nuclear?

Se você já fez um Raio-X para verificar um osso quebrado, por exemplo, já foi exposto a uma fissão. Seus usos na medicina tem sido uma excelente ferramenta no combate de doenças e aprimoramento de diagnósticos.

No entanto, é inegável que com os avanços, são necessárias mais políticas para a manutenção da segurança das pessoas. Em Goiânia, o ocorrido com o Césio-137, em 1987, poderia ter sido evitado se o descarte do material radioativo tive sido feito da maneira correta. Por isso, precisamos aliar o desenvolvimento às políticas que garantam a segurança da população.

Apesar de mais energética, ainda não possuímos tecnologia suficiente para comportar grandes reações de fusão nuclear.

Sem dúvidas, a fusão nuclear é muito mais eficiente na produção de energia, no entanto, as reações por fissão nuclear foram escolhidas principalmente por poderem ser freadas com maior facilidade.

Reações em cadeia que não possam ser controladas podem gerar um desastre ao invés proporcionar desenvolvimento seguro e viável na produção de energia. Mas muitos avanços vem por aí! Será que um dia teremos transportes movidos a energia nuclear?

Gostou de saber mais sobre fissão e energia nuclear? Então, continue acompanhando o TecMundo para não perder nenhuma novidade sobre o assunto e aproveite para saber sobre como o estudo quântico pode explicar mistério sobre núcleos radioativos .