Clique e aprenda o que é fissão nuclear, suas aplicações e os produtos que podem ser gerados a partir desse fenômeno químico radioativo.
Fissão nuclear é um fenômeno químico provocado quando um núcleo pesado (de massa atômica igual ou superior a 235 u, por exemplo) é bombardeado por um nêutron (cuja massa é 1 u e o número atômico é 0, sendo representado por 0n1) com velocidade moderada. Esse bombardeamento é muito comum com o isótopo do elemento químico urânio, o urânio-235, como representado a seguir:
92U235 + 0n1
OBS.: Um nêutron adquire velocidade moderada quando atravessa substâncias como a água pesada (molécula de água que apresenta hidrogênio com massa 2u), parafina, grafita e berílio.
O processo do bombardeamento do urânio por nêutron é chamado de fissão porque o resultado é sempre a formação de dois novos núcleos, bem como a liberação de dois ou três nêutrons e de energia, como na equação geral de fissão a seguir:
92U235 + 0n1 → ZDA + YEW + 2 ou 3 0n1 + energia
A e W são os números de massa dos novos átomos (D e E) formados na fissão, e Z e Y são os seus números atômicos, respectivamente.
Exemplos de equações de fissão nuclear
92U235 + 0n1→ 56Ba139 + 36Kr95 + 2 0n1 + energia
92U235 + 0n1→ 38Sr94 + 54Xe139 + 3 0n1 + energia
92U235 + 0n1→ 35Br87 + 57La146 + 3 0n1 + energia
OBS.: todos os novos núcleos formados são radioativos.
Cientistas responsáveis
O estudo do processo de fissão nuclear foi iniciado pelo físico italiano Enrico Fermi no ano de 1934, mas outros cientistas ao longo dos anos seguintes também realizaram experimentos. São eles:
Otto Hahn
Lise Meitner (física austríaca)
Otto Robert Frish (físico australiano)
Reação em cadeia
Durante uma reação de fissão nuclear, são liberados dois ou três nêutrons, que, se estiverem em velocidade moderada, podem provocar a fissão de átomos de urânio-235 que estiverem próximos a eles e assim sucessivamente. Como a fissão passa a ocorrer de forma sucessiva, ocorre uma reação em cadeia.
Quando a fissão nuclear torna-se uma reação em cadeia, a produção de nêutrons e a energia liberada no processo passam a crescer em progressão geométrica, ou seja, um núcleo de urânio divide-se em dois, cada nêutron gerado divide outros três núcleos de urânio e assim sucessivamente.
Representação de uma reação em cadeia a partir da fissão do Urânio-235
Energia e fissão nuclear
Quando um átomo de urânio sofre fissão nuclear a partir do bombardeamento de um nêutron, sempre são formados novos núcleos. Para que isso ocorra, uma grande quantidade de energia é utilizada para manter os prótons e os nêutrons juntos nesses núcleos.
A energia utilizada para manter juntos prótons e nêutrons na fissão nuclear é denominada de energia de empacotamento ou energia de ligação e acaba sendo liberada quando esses núcleos são formados e estabilizados.
Como na reação de fissão um núcleo grande é fragmentado para originar outros menores, a quantidade de energia liberada ao final do processo é muito grande.
Aplicações da fissão nuclear
O processo de fissão nuclear é utilizado para os seguintes fins:
Como combustível em reatores nucleares, em usinas nucleares, para a produção de energia elétrica a partir da energia liberada pela fissão;
Combustível para submarinos nucleares;
Para fins bélicos, especialmente na produção de bombas atômicas, arma que apresenta um grande poder de destruição.
Problemática da fissão nuclear
O grande problema da utilização da fissão nuclear está no fato de que todo novo núcleo produzido nesse processo é radioativo, ou seja, existe a produção de lixo nuclear, o qual exige um armazenamento e um destino que não gerem riscos aos seres vivos e ao meio ambiente.
Por Me. Diogo Lopes Dias