Divisão Celular

ENERGIA NUCLEAR

Obter energia térmica de uma coisa invisível, que das pessoas nascidas no século passado, poucas tinham conhecimento disso, e as pessoas que morreram antes de 1945, não chegaram a tomar conhecimento, do seu

potencial e de seus riscos, é algo fantástico, mesmo atualmente.

Reação de Fissão Nuclear

A primeira vez que o homem demonstrou a fissão nuclear na madrugada de 16 de julho de 1945, as 5h29m45s, em Alamogordo, Novo México - USA, foi numa experiência secreta para fins bélicos, embora o motivo do desenvolvimento de tão poderosa arma já tivesse sido dominado, a Alemanha de Hitler, ainda

havia o Japão, dos kamikazes fanáticos, parecendo que para dominar o inimigo havia necessidade de um golpe muito pesado para mostrar o poderio dos americanos, e em parte para vingar Pearl Harbor, e a mocidade sacrificada na guerra do Pacífico. O resultado, foram Hiroshima e Nagazaki, totalmente arrasadas, e podia ter sido Kioto, a capital da cultura religiosa japonesa, conforme esteve programado, porém o Secretário da Defesa Henry Stimson, de última hora mudou de idéia.( 26 ) Mesmo durante a guerra, os cientistas começaram pensar em aproveitar a energia da fissão do átomo do

urânio, para fins pacíficos, embora as primeiras usinas nucleares de pequeno porte, tenham sido destinadas aos submarinos nucleares, grandes esforços foram necessários posteriormente, para produzir grandes reatores

nucleares, para usinas de geração de energia elétrica, hoje tão disseminadas. Em meados de 1991 estavam em operação 438 usinas em 26 países ( 27 ).

O funcionamento de um reator de fissão nuclear, pode ser comparado a exercício de tiro ao alvo, onde o projetil usado é uma partícula atômica chamada neutron, e o alvo é o núcleo do átomo de um elemento físsil,

que já apresenta equilíbrio instável, desintegração espontânea (radioatividade), por isso é considerado físsil.

Radioatividade - Uma substância radioativa emite:

1 ) - Partículas alfa ( a ), que são dos núcleos de átomos de hélio ou similar. Estas partículas logo encontram elétrons, transformando-se em átomos de outros elementos.

2 ) - Partículas beta ( b ), são uma espécie de elétrons rápidos emitidos pelos núcleos radioativos, considerando ainda que a emissão radioativa, venha acompanhada de uma partícula ainda menor, o neutrino.

A perda de um elétron pelo material radioativo, ocorre porque o átomo torna-se

sobrecarregado com nêutrons e como o núcleo não contem elétrons, é preciso criar outro. Então um neutron (de massa maior do que o próton) se transforma em um próton e um elétron. O novo elemento tem o seu número aumentado de uma unidade, como no exemplo B.

3 ) - Raios gama ( g ), que constituem emanações eletromagnéticas do núcleo, são emitidos com a velocidade da luz e ocorrem quando um núcleo é excitado. Estas ondas são radiações de comprimento de onda mais

curto, só perdendo para os raios cósmicos, até danosos aos tecidos vivos.

Uma reação nuclear de fissão ou reação em cadeia, ocorre quando um Neutron rápido, não muito rápido (relativístico), penetra o núcleo do átomo, provocando transformações intermediárias.

Exemplo A: O átomo do Urânio 235, obtido do U 238, reage dessa forma: ( 28 )

U 235 + n1 -------- U 236 instável ------- Ba 144 + Kr 90 + 2 n1 ( * )

( * ) No ato da quebra do núcleo existe possibilidade de formarem-se centenas de outros elementos, todos radioativos, como Césio, etc. liberando neutros e energia alem de partículas alfa, beta, gama, etc de baixa energia. Fragmentos da fissão (F1 e F2) de 166 mev, partículas beta e neutros rápidos 18

mev, raios gama 10 mev, neutros térmicos 6 mev, totalizando 200 mev liberados pela reação de fissão do U 235.

Esta unidade (ev) é usada em física nuclear eletronvolt e representa a energia, trabalho, no elétron, cuja carga é 1,6 x 10-19 (coulombs) quando este desloca-se, a velocidade constante através da diferença de potencial de um volt.

Exemplo B: O átomo de U 238 transforma-se em Pu 239, capturando um neutro rápido, ocorrendo as seguintes reações:

U 238 + n1 -------- U 239 + beta ------- e0 + Np 239 ------ e0 + Pu 239

Exemplo C: O átomo de tório Th 232 transforma-se em U 233, capturando um neutro rápido, mediante as reações a seguir:

Th 232 + n1 ------- Th 233 + gama ------- e0 + Pa 233 ------- e0 + U 233

O Urânio 238 e o Tório 232 naturais, são considerados elementos férteis, capturam um neutro rápido, tornando-se radioativos:

O U 239 radioativo, tem uma meia-vida curta (23,5 min), emitindo uma partícula beta e tornando-se Np 239 (neptúnio) criado nesta reação transitória, também é radioativo, tem vida de 2,2x106 anos, emite outra partícula beta tornando-se Pu 239, agora físsil, plutônio quebra-se quando atingido pelo neutro rápido, liberando energia.

O Th 233 radioativo, tem uma meia-vida de 23 minutos e 30 segundos, emitindo da mesma forma uma partícula gama, tornando-se Pa 233 (protactínio) radioativo, com meia-vida de 27,4 dias, emitindo outra partícula beta, transforma-se em U 233 fissionável. No interior de uma massa critica de urânio ou plutônio, os núcleos ao sofrerem fissão, dividem-se em dois fragmentos desiguais, emitindo ainda em média 2,5 neutros rápidos, que dependendo da forma da massa (cubo, paralepipedos, lâmina, varão, esfera , etc) as reações tem condição de continuarem ou se extinguirem.

Os neutros rápidos, quando emitidos, tem velocidades fantásticas, então começam a sofrer choques e vão perdendo energia cinética (quando não escapam) até serem incorporados por um núcleo, que, tornando-se instável, entra em reação. Para haver uma reação sustentada, deve existir uma massa crítica que nunca deve ser alcançada e uma quantidade de reação também controlada, para evitar explosão. Isso é o que acontece nos reatores para geração de energia elétrica, numa usina nuclear, pela baixa concentração do urânio.

A energia liberada numa reação de fissão nuclear de U235, é cerca de 200 mev, com velocidades da ordem de 3,7 km/s e temperatura em torno de 17 x 109 oC. A energia acima, numa usina nuclear, é absorvida pôr