A fissão nuclear é o processo de divisão de núcleos atômicos que apresentam instabilidade em outros grupos de núcleos atômicos menores e mais estáveis, através da captura dos nêutrons mais lentos localizados na estrutura atômica.
Durante esse processo, uma quantidade de energia é liberada por meio da radiação resultante entre a diferença do número de massa dos elementos, comparado o núcleo original, decorrente da fissão nuclear e o total de núcleos originados pelo decaimento radioativo.
Após essa captura de um nêutron, alguns elementos mais pesados, como é o caso do urânio, tendem a ficar mais instáveis, subdividindo-se em núcleos menores, que alcancem mais estabilidade, gerando outros nêutrons, liberando ainda mais calor e radiação.
A fissão nuclear, por sua vez, foi descoberta pelos pesquisadores Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassman, no ano de 1938, em meados do século XX.
À época, os três cientistas perceberam que ao realizar o bombardeamento de urânio com nêutrons eram gerados átomos menos pesados, como os átomos de bário e criptônio.
Fissão Nuclear: como se aplica
O processo de fissão nuclear gera uma grande quantidade de energia, podendo ser aproveitada para geração de energia elétrica dentro das usinas nucleares.
Nesse mecanismo, parte significativa dessa energia é utilizada para aquecer a água, evaporando, posteriormente.
Durante a liberação desse vapor de água, grandes geradores são movidos de acordo com o princípio de funcionamento da indução eletromagnética.
Logo, dentro desses geradores são encontrados enrolamentos de fios metálicos, com capacidade de produzir energia elétrica em abundância.
Diferenças entre fissão nuclear e fusão nuclear
A primeira delas, objeto de estudo deste artigo, a fissão nuclear acontece quando o núcleo de um átomo fica instável, ou também chamado de físsel.
Alguns núcleos pesados como do elemento urânio-235, são instáveis por natureza e possuem uma tendência natural a subdividir-se, resultando em núcleos com maior estabilidade.
Um dos mecanismos químicos mais comuns para tornar os núcleos mais estáveis é através do aprisionamento de nêutrons de alguns elementos químicos.
Essa captura de nêutrons consiste na emissão dessas partículas atômicas lentas em direção ao núcleo atômico. Essa baixa velocidade dos nêutrons lentos aumenta a possibilidade de que ocorra a sua captura pelos núcleos atômicos.
A energia resultante desses processos atômicos surge por causa da pequena diferença de massa entre o núcleo original, os quais são responsáveis pela fissura nuclear e os novos núcleos formados.
Ao somar a massa dos núcleos resultados será encontrado um valor menor do que a massa dos núcleos originais. Essa discrepância é chamada de defeito de massa.
A quantidade de energia produzida durante a fissão nuclear pode ser medida através da relação de Einstein considerando a energia de repouso dos elementos integrantes da fissão.
Dada a seguinte expressão:
E = mc²
Depois de compreender sobre fissão, será abordado o conceito sobre fusão nuclear.
Diferente da anterior, a fusão nuclear consiste no processo em que um ou mais núcleos, sendo leves e estáveis, se unem pela ação influenciadora de grandes pressões, altas velocidades e situações extremas de temperatura.
Ao contrário da fissão, em que os núcleos se separam, na fusão elas se integram, como ocorre no interior dos núcleos das estrelas ou, ainda, durante as reações nucleares que acontecem artificialmente, como nos casos das ogivas nucleares.
Saiba um pouco sobre usinas nucleares
Uma central ou usina nuclear é um tipo de equipamento industrial com a finalidade de geração de energia elétrica por meio da energia nuclear.
O funcionamento das usinas nucleares é baseado por meio de materiais radioativos, que geram calor resultante das reações nucleares.
Essas centrais, portanto, utilizam esse calor para gerar vapor, utilizado-o posteriormente nas turbinas, desencadeando na produção da energia elétrica.
Durante o desenvolvimento de projetos de armas nucleares as tecnologias foram significativamente desenvolvidas. Entre os avanços desses estudos estão o funcionamento da fissão nuclear para produzir eletricidade.
O primeiro reator nuclear a ser capaz de produzir eletricidade foi um pequeno experimento, um reator fermentador desenvolvido nos Estados Unidos.
O equipamento foi testado pela primeira vez no ano de 1951.
Em 1953 o presidente Eisenhower, que governou os EUA entre 1953 e 1961, propôs o programa Atoms for peace. Esse projeto tinha o objetivo de alavancar os esforços em gerar eletricidade baseando-se na fissão nuclear.
Os primeiros equipamentos de reatores nucleares não tinham uma produção tão significante de energia, não ultrapassando os 30 megawatts.
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