Física Nuclear

Reações Nucleares

Reação nuclear é qualquer modificação de um ou mais núcleos dos átomos, mas não podemos a confundir com reação química pois na reação nuclear não vigora o princípio da conservação de massa, ou seja, a massa dos reagentes não é igual a massa dos produtos porque justamente essa diferença da massa que é convertida em energia, e que na química há uma lei onde diz que a massa dos reagentes deve ser igual a massa dos produtos.

Sendo assim, quando dois núcleos se movem um em direção ao outro e, apesar da repulsão coulombiana, se aproximam o suficiente para que haja interação entre as partículas de um com as partículas do outro pela força nuclear, pode ocorrer uma redistribuição de núcleons e diz-se que aconteceu uma reação nuclear onde se conserva energia, movimento e carga, mas não conserva massa.

o somatório das massas dos reagentes ( núcleos) sempre será maior que a soma dos produtos.

{ massa dos reagentes > massa do produto}

converter

∆m ------------> energia ------------> E = (∆ m) . C²

Fissão nuclear é a quebra de núcleos pesados em núcleos mais leves, onde um núcleo de um elemento radioativo é quebrado com um nêutron. Essa colisão resulta na criação de um átomo, totalmente instável, que se quebra formando dois novos elementos e liberando enorme quantidade de energia.

Urânio físsil, ou seja, facilmente quebrável, que vai ser dividido por um Nêutron, quando quebra vira um bário 144 + criptônio 89 + 3 nêutrons e radiação gama

, mas nesse processo de quebra é liberado uma grande quantidade de energia.

Desvantagens da fissão: lixo atômico que é radioativo, além de ser muito caro reciclar.

Vantagens: Pode ter uma energia controlada, um processo controlado usado em usinas nucleares, que é controlado pela quantidade de urânio físsil suficiente para aquecer a água, que irá evaporar e girar as turbinas da usina.

Reação descontrolada que ocorre quando a massa de urânio físsil é maior ou igual a massa critica que ocorre nas bombas atômicas.

Fusão nuclear átomos leves se fundem formando átomos mais pesados , ocorre quando dois ou mais núcleos de um mesmo elemento se fundem e formam um outro elemento, liberando energia. A energia liberada na Fusão nuclear é muito maior do que liberada no processo de fissão.

Elementos positivos não se atraem um com outro, inicialmente eles se repelem por serem da mesma carga elétrica, por isso aproxima-se os até a distância ficar pequena assim começa a atuar a força nuclear onde eles unem, por isso ocorre em altas temperaturas e gasta muita energia para uni-lós.

H H

H H

EX) A massa 4,04 de quatro hidrogênios forma o hélio de massa de 4,00, onde 4 gramas se converteu em energia.

OBS: Ocorre fusão naturalmente nas estrelas (sol) , a massa do sol está diminuindo por sua massa está se convertendo em energia (entre outros fatores), tokamak é um reator de fusão não é tão eficiente quanto um reator de fissão a vantagem é que sua energia limpa sem lixo atômico.

Energia Nuclear

Uma das principais utilizações da energia nuclear é a geração de energia elétrica. Usinas nucleares são usinas térmicas que usam o calor produzido na fissão para movimentar vapor de água, que, por sua vez, movimenta as turbinas em que se produz a eletricidade. Em um reator de potência do tipo PWR (termo, em inglês, para reator a água pressurizada), como os reatores utilizados no Brasil, o combustível é o urânio enriquecido cerca de 3,5%.Isso significa que o urânio encontrado na natureza, que contém apenas 0,7% do isótopo 235U, deve ser processado (‘enriquecido’) para que essa proporção chegue a 3,5%.

Na geração de energia elétrica ao contrário da reação que ocorre na explosão de uma bomba atômica que é uma reação descontrolada, os reatores nucleares possuem mecanismos que impedem que isso aconteça fazendo com que a reação seja controlada e reaproveitada para gerar energia elétrica.

Isso é conseguido porque o reator é montado de uma forma que intercala barras do combustível