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Química

Fissão Nuclear

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 11/10/2018

Introdução

Os meios para se obter energia têm preocupado a humanidade desde a segunda metade do século XX. Uma das soluções encontradas foi obter energia através dos núcleos atômicos, que gera energia nuclear por meio de reações de fissão nuclear.

A fissão nuclear é um processo em que ocorre a ruptura do núcleo após este ser bombardeado com partículas. A primeira evidência da fissão nuclear ocorreu em 1934, quando os cientistas italianos Enrico Fermi e Emílio Segrè bombardearam átomos de urânio com nêutrons e geraram como produtos quatro espécies radioativas, sendo uma delas o neptúnio, cujo número atômico (Z) é 93.

Os químicos alemães Otto Hahn e Fritz Starssman repetiram essa mesma experiência com o urânio e detectaram, entre os produtos, átomos de bário, que apresentam número atômico pouco maior que a metade do número atômico do urânio. Dessa forma, eles concluíram que o urânio estava fissionado, ou seja, dividido, e nomearam esse processo de fissão nuclear.

A partir de outros experimentos, foi verificado que a fissão ocorre somente com o isótopo 235 do urânio e libera grande quantidade de energia. O núcleo do 235U é dividido em dois outros núcleos radioativos e são produzidos nêutrons livres, como mostra a equação química abaixo.

92U235 + 0n1 → 56Ba140 + 36Kr94 + 2 0n1 + energia

Podem ainda ser formados outros núcleos, diferentes do Ba e do Kr, com números de massa variando de 72 a 158. Observe os seguintes exemplos.

92U235 + 0n1 → 54Xe140 + 38Sr94 + 2 0n1 + energia

92U235 + 0n1 → 56Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1 + energia

A partir de uma determinada quantidade de massa, denominada massa crítica, a reação de fissão ocorre em cadeia. Nesse processo, o átomo de urânio (92U235) é atingido por um nêutron e se divide formando dois nêutrons, que atingem outros dois átomos de urânio, que se dividem formando quatro nêutrons, que por sua vez, atingem outros quatro átomos de urânio, formando oito nêutrons, e assim por diante, como mostra a figura abaixo.

Fissão nuclear.Fissão nuclear.

A Bomba Atômica

A medida que os anos passavam, foram sendo desenvolvidas pesquisas relacionadas à obtenção de energia por meio da fissão nuclear. No entanto, seus efeitos podem ser adversos. A energia torna-se útil se for controlada em reatores e usinas nucleares. Mas, se ocorrer sem controle, desenvolve-se uma reação em cadeia, acompanhada de explosão: a bomba atômica.

Foi em 1945, nos Estados Unidos, que foi produzida a primeira bomba atômica, detonada no deserto do Novo México. Militarmente, duas bombas atômicas foram lançadas sobre as cidades japonesas de Hiroshima (bomba de 92U235) e Nagasaki (bomba de 94Pu239).

A bomba lançada contra Hiroshima continha 7 kg de 92U235, e possuía um poder de destruição equivalente a 20 toneladas de TNT (ou 20 quiloton). Ela resultou na morte imediata de 100 mil pessoas. Já a bomba lançada contra Nagasaki, três dias depois, era feita de plutônio e resultou na morte imediata de 20 mil pessoas.

Reator Nuclear

O reator nuclear trata-se de um dispositivo que permite controlar o processo de fissão nuclear. Utiliza-se a energia liberada no processo para transformar água líquida em vapor, fazendo girar uma turbina e, com isso, gerar energia elétrica. O vapor gerado deixa a turbina e passa por um trocador de calor, onde é resfriado através da água de uma fonte externa, que pode ser um rio, por exemplo, e volta na forma de água líquida ao circuito principal, onde é reutilizada. No Brasil, temos como exemplo a usina nuclear de Angra dos Reis, que gera energia elétrica a partir da fissão nuclear.

Esses reatores são usados em usinas e sua implantação deve ser muito bem planejada, pois deve-se levar em conta os benefícios e possíveis riscos que esse processo possa causar no ambiente ao redor. Um dos principais problemas na utilizadas dessas usinas é o lixo nuclear que é gerado. Os produtos provenientes do processo de fissão nuclear são extremamente radioativos e devem ser acondicionados e isolados do meio ambiente por centenas de anos a fim de evitar a contaminação por radiação.

Um dos desastres mais conhecidos ocorreu na usina de Chernobyl, na Ucrânia. Devido a um superaquecimento, o reator nuclear sofreu uma avaria, causando vazamento de material radioativo, resultando na morte imediata de inúmeras pessoas. Milhares de pessoas que moravam na área tiveram que deixar suas casas e a região ao redor da usina ficará contaminada por muitas décadas.


Exercícios

Exercício 1
(Enem/2004)

O debate em torno do uso da energia nuclear para produção de eletricidade permanece atual. Em um encontro internacional para a discussão desse tema, foram colocados os seguintes argumentos:

Uma grande vantagem das usinas nucleares é o fato de não contribuírem para o

  • aumento do efeito estufa, uma vez que o urânio, utilizado como “combustível”, não é queimado, mas sofre fissão.
  • Ainda que sejam raros os acidentes com usinas nucleares, seus efeitos podem ser tão graves que essa alternativa de geração de eletricidade não nos permite ficar tranquilos.
  • A respeito desses argumentos, pode-se afirmar que:

    Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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