{"id":64963,"date":"2023-03-15T10:31:23","date_gmt":"2023-03-15T13:31:23","guid":{"rendered":"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/?p=64963"},"modified":"2023-03-15T13:02:52","modified_gmt":"2023-03-15T16:02:52","slug":"fissao-e-fusao-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/","title":{"rendered":"Fiss\u00e3o e Fus\u00e3o Nuclear: o que s\u00e3o e como funcionam!"},"content":{"rendered":"\n<p>Est\u00e1 estudando para as provas dos seletivos das For\u00e7as Armadas? Ent\u00e3o, n\u00e3o deixe de ver este resumo da<strong> mat\u00e9ria de <\/strong><a href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/radioatividade-equacoes-nucleares\/\" target=\"_blank\" ><strong>Radioatividade<\/strong><\/a><strong>!<\/strong> <strong>Entenda como a fiss\u00e3o e a fus\u00e3o nuclear funcionam e qual a sua import\u00e2ncia <\/strong>neste texto elaborado com base nas aulas do Prof. Thiago Cardoso.&nbsp;<\/p>\n\n\n<div id=\"new-form\">\n\t<form id=\"forms_layout\">\n\t<input type=\"hidden\" id=\"chave_de\" name=\"chave_de\" value=\"01_EMIL_LEADS_TOTAIS\" \/>\n\t\t<input type=\"hidden\" id=\"mid\" name=\"mid\" value=\"515009017\" \/>\n\t\t<input type=\"hidden\" id=\"Objetivo\" name=\"Objetivo\" value=\"Militares\" \/>\n\t\t<input type=\"hidden\" id=\"Estado_de_Origem_do_IP\" name=\"Estado_de_Origem_do_IP\"  value=\"\" \/>\n\t\t<input type=\"hidden\" id=\"Cidade_de_Origem_do_IP\" name=\"Cidade_de_Origem_do_IP\" value=\"\" \/>\n\t\t<input 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href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Importancia-da-fissao-e-da-fusao-nuclear\" >Import\u00e2ncia da fiss\u00e3o e da fus\u00e3o nuclear<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Fissao-Nuclear\" >Fiss\u00e3o Nuclear<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Reacao-em-cadeia\" >Rea\u00e7\u00e3o em cadeia<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Massa-critica\" >Massa cr\u00edtica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Nuclideos-formados\" >Nucl\u00eddeos formados&nbsp;<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Velocidade-dos-neutrons\" >Velocidade dos n\u00eautrons<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Enriquecimento-do-uranio\" >Enriquecimento do ur\u00e2nio<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Fusao-nuclear\" >Fus\u00e3o nuclear<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Na-pratica\" >Na pr\u00e1tica!&nbsp;<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-11\" href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/fissao-e-fusao-nuclear\/#Veja-tambem\" >Veja tamb\u00e9m:<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h3 class=\"news\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Inscreva-se-em-nossa-newsletter\"><\/span>Inscreva-se em nossa newsletter!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\t\t\t<p>Receba not\u00edcias sobre os mais importantes concursos para as For\u00e7as Armadas brasileiras e informa\u00e7\u00f5es sobre o mundo militar!<\/p>\n\t\t<\/div>\n\t\t<div class=\"campos\">\n\t\t\t<div class=\"first_name labels\">\n\t\t\t\t<input type=\"text\" class=\"input_labels\" 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Portanto, os n\u00facleos menores que o ferro-56 tendem a se fundir, enquanto que os n\u00facleos maiores tendem a se partir, ou seja, a passarem pela fiss\u00e3o.&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/KEZ5PvGqkcU99mpwbTJZFXYvOtm5fkL8q0LqHAFyOCxTirCbBd9pS-JOxyedwwsOvWSbF-4cYZywj3H1DbG-ID4ieMWebDQp5gVObKp9t1xX0ssGbZpuLYfmGLErQrcp3RhdPPkcI2mfqRwPusWsIpI\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-fissao-nuclear\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Fissao-Nuclear\"><\/span>Fiss\u00e3o Nuclear<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p><strong>A fiss\u00e3o nuclear \u00e9 o processo de fragmenta\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo grande em n\u00facleos menores. <\/strong>Quando acontece de maneira espont\u00e2nea, \u00e9 bastante exot\u00e9rmico, ou seja, libera muita energia. \u00c9 o processo que \u00e9 utilizado nas usinas nucleares para a produ\u00e7\u00e3o de energia.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>O exemplo mais conhecido \u00e9 a<strong> fiss\u00e3o do ur\u00e2nio-235.<\/strong> Quando esse is\u00f3topo absorve um n\u00eautron, ele se transforma no is\u00f3topo inst\u00e1vel ur\u00e2nio-236, que possui energia suficiente para se partir.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/tIdejVFs932yaU-tDTM1DnhF633PKg3L8cDHozJ5IcVa3nWOvkTtk26DZ0cCNwrjEXk6WgTZPeQnr-ngUWZnl7W9OLZJfyOl_k-SqhdTN-txs7sN0SUfvLrVkmpQzRD0zBKxGK-HLVfnPg-jAm8nvXg\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>\u00c9 importante esclarecer que <strong>a fiss\u00e3o nuclear n\u00e3o envolve somente a quebra do n\u00facleo. <\/strong>Quando falamos em quebrar um n\u00facleo, trata-se de <strong>afastar completamente os pr\u00f3tons e os n\u00eautrons que o comp\u00f5em. <\/strong>Esse processo \u00e9 sempre bastante endot\u00e9rmico, ou seja, requer muita energia.<\/p>\n\n\n\n<p>Considere, por exemplo, a quebra do n\u00facleo de h\u00e9lio-4. Esse n\u00facleo possui energia de liga\u00e7\u00e3o de 28,3 MeV. Isso significa que \u00e9 necess\u00e1rio fornecer essa quantidade imensa de energia para romper o n\u00facleo.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Na fiss\u00e3o nuclear,<strong> o \u00e1tomo n\u00e3o apenas quebra, mas tamb\u00e9m forma outros n\u00facleos.<\/strong> Portanto, o processo pode ser esquematizado da seguinte forma:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/0XeG0JPPHsqKILs-12Tbf3EEFZLOZV_UgkCPyCMuobRLPjLNyLHRJcyBdik-I7QgLncO4HcQ5jZWOFA-KbWNc_qcS0sXUnqXFXBcCxVJ9E1HMbvMnScOMFROJefo4IBivBbB7RE7NvurATcRLtl5u6E\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Agora, vamos nos aprofundar em alguns pontos a respeito desse interessante processo de transmuta\u00e7\u00e3o nuclear.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-reacao-em-cadeia\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Reacao-em-cadeia\"><\/span>Rea\u00e7\u00e3o em cadeia<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p>A <strong>fiss\u00e3o de um n\u00facleo de ur\u00e2nio libera, al\u00e9m dos nucl\u00eddeos filhos<\/strong> \u2013 como s\u00e3o chamados os n\u00facleos derivados \u2013, <strong>alguns n\u00eautrons. <\/strong>Esses n\u00eautrons podem colidir com outros n\u00facleos de ur\u00e2nio-235, provocando a sua fiss\u00e3o. Como consequ\u00eancia, mais n\u00eautrons s\u00e3o liberados e colidem com outros n\u00facleos de ur\u00e2nio &#8211; e assim sucessivamente.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Podemos perceber assim que o processo desencadeia um ciclo:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/yQUhTObadPFzVIlPd6gOqo7-WZChcCbOyn_SRpBAchofF85RpZgk1iYvsRGqe0JBDix8tzdKFkXv01AGASFH9Ccpuv_IHExjwrYW6AC-UjeX_yFhZG6lrO0vjJqdiBA1YuuHB1V2Xjx15GzAIR23Nrc\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Dessa maneira, podemos concluir que<strong> a parte dif\u00edcil de acontecer em uma fiss\u00e3o nuclear \u00e9 a quebra do primeiro n\u00facleo de ur\u00e2nio-235. <\/strong>Uma vez que isso acontece, o processo libera energia e n\u00eautrons suficientes para quebrar os pr\u00f3ximos n\u00facleos.<\/p>\n\n\n\n<p>Portanto, <strong>o estudo da fiss\u00e3o nuclear passa por entender o que \u00e9 necess\u00e1rio para iniciar a rea\u00e7\u00e3o, tendo em mente que o processo se alimenta sozinho ap\u00f3s iniciado. <\/strong>A energia necess\u00e1ria para come\u00e7ar a fiss\u00e3o de um n\u00facleo pesado \u00e9 da ordem de 7 a 8 MeV.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Essa quantidade \u00e9 inferior ao que \u00e9 necess\u00e1rio para quebrar completamente um n\u00facleo &#8211; como na quebra do h\u00e9lio-4, por exemplo, que requer 28,3 MeV. No entanto, ainda \u00e9 uma energia muito superior \u00e0 quantidade liberada nas rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, que s\u00e3o fen\u00f4menos da eletrosfera.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Assim, <strong>a fiss\u00e3o nuclear \u00e9 muito dif\u00edcil de ser detonada.<\/strong> Se o is\u00f3topo n\u00e3o se fissionar espontaneamente, n\u00e3o ser\u00e1 poss\u00edvel processar a transmuta\u00e7\u00e3o. \u00c9 por isso que o ur\u00e2nio-238, que \u00e9 o is\u00f3topo mais abundante desse elemento, n\u00e3o fissiona.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Embora ele possa absorver um n\u00eautron, formando o is\u00f3topo inst\u00e1vel ur\u00e2nio-239, a energia de excita\u00e7\u00e3o \u00e9 de apenas 5 MeV, o que n\u00e3o \u00e9 suficiente para iniciar a fiss\u00e3o.&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/W-UimtL3L8eRqx-yk9V_q_6rB9lXGS0sUqJ6PLlk__2MZLWxO_mKVbRldr6wuINNo7gxVzmRZhCUrs4HPXfz6ZpHcJjUsCvi7qYaWw0auTQdI7Q4uAVeiQxvD676nYOp9uMbDrvFvzFLrKftkDiqkeA\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Como n\u00e3o h\u00e1 energia suficiente para fissionar o n\u00facleo de <sup>239<\/sup>U*, ele atinge a estabilidade por meio da simples emiss\u00e3o de part\u00edculas gama ou pela emiss\u00e3o de part\u00edculas alfa, formando n\u00facleos menores.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-massa-critica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Massa-critica\"><\/span>Massa cr\u00edtica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p>Outro problema que pode acontecer nos processos de fiss\u00e3o nuclear \u00e9 que,<strong> como o movimento dos n\u00facleos \u00e9 aleat\u00f3rio, eles podem simplesmente escapar sem colidir com outros n\u00facleos de ur\u00e2nio.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Dessa maneira,<strong> \u00e9 preciso haver uma quantidade m\u00ednima do material fission\u00e1vel<\/strong> para que haja uma alta probabilidade de que os n\u00eautrons gerados fiquem realmente aprisionados na amostra. Essa quantidade m\u00ednima \u00e9 denominada<strong> <\/strong>como <strong>massa cr\u00edtica.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>A massa cr\u00edtica depende n\u00e3o s\u00f3 do is\u00f3topo fission\u00e1vel, mas tamb\u00e9m da forma geom\u00e9trica em que ele est\u00e1 arranjado. \u00c9 muito mais f\u00e1cil o n\u00eautron escapar de uma barra reta do que de uma esfera, pois, na barra, ele pode atravessar a espessura, que tem um comprimento bem inferior \u00e0s demais dimens\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n<p>A t\u00edtulo de ilustra\u00e7\u00e3o, <strong>trazemos as massas cr\u00edticas dos principais is\u00f3topos fission\u00e1veis quando eles se encontram na forma esf\u00e9rica<\/strong>:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Is\u00f3topo&nbsp;<\/strong><\/td><td><strong>Massa Cr\u00edtica<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Ur\u00e2nio-233<\/td><td>15 kg<\/td><\/tr><tr><td>Ur\u00e2nio-235&nbsp;<\/td><td>50 kg<\/td><\/tr><tr><td>Nept\u00fanio-236<\/td><td>7 kg<\/td><\/tr><tr><td>Nept\u00fanio-237&nbsp;<\/td><td>60 kg<\/td><\/tr><tr><td>Plut\u00f4nio-238&nbsp;<\/td><td>9 kg<\/td><\/tr><tr><td>Plut\u00f4nio-239&nbsp;<\/td><td>10 kg<\/td><\/tr><tr><td>Plut\u00f4nio-240&nbsp;<\/td><td>40 kg<\/td><\/tr><tr><td>Plut\u00f4nio-242&nbsp;<\/td><td>100 kg<\/td><\/tr><tr><td>Amer\u00edcio-241<\/td><td>60 a 100 kg<\/td><\/tr><tr><td>Amer\u00edcio-242<\/td><td>9 a 18 kg<\/td><\/tr><tr><td>Amer\u00edcio-243<\/td><td>50 a 150 kg<\/td><\/tr><tr><td>Calif\u00f3rnio-249<\/td><td>6 kg<\/td><\/tr><tr><td>Calif\u00f3rnio-251<\/td><td>5 kg<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-nuclideos-formados\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Nuclideos-formados\"><\/span>Nucl\u00eddeos formados&nbsp;<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p>Ap\u00f3s ver como o rompimento dos n\u00facleos acontece, vamos estudar <strong>a segunda etapa: a forma\u00e7\u00e3o dos nucl\u00eddeos filhos<\/strong>.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Os pr\u00f3tons e n\u00eautrons presentes no n\u00facleo de ur\u00e2nio-235 &#8211; ou qualquer outro is\u00f3topo fission\u00e1vel &#8211; s\u00e3o<strong> altamente reativos no momento que s\u00e3o parcialmente liberados. <\/strong>Com isso, os pr\u00f3tons e n\u00eautrons se re\u00fanem facilmente com tudo o que est\u00e1 em volta deles.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Tente imaginar que voc\u00ea pegou um martelo e vai us\u00e1-lo para quebrar uma placa de vidro em duas partes iguais. Voc\u00ea at\u00e9 pode bater v\u00e1rias vezes no mesmo lugar, mas, muito provavelmente, os peda\u00e7os formados ser\u00e3o diferentes.<\/p>\n\n\n\n<p>Da mesma forma<strong>, \u00e9 muito dif\u00edcil controlar os produtos da fiss\u00e3o nuclear e afirmar quais ser\u00e3o os is\u00f3topos formados. <\/strong>A realidade \u00e9 que basicamente qualquer is\u00f3topo relativamente est\u00e1vel de n\u00famero at\u00f4mico inferior pode ser formado. Isso \u00e9 um grande problema, porque <strong>at\u00e9 mesmo outros radiois\u00f3topos podem aparecer como consequ\u00eancia<\/strong>.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Os produtos principais da fiss\u00e3o do ur\u00e2nio-235 s\u00e3o, de fato, <sub>36<\/sub>\ud835\udc3e\ud835\udc5f<sup>92<\/sup> + <sub>56<\/sub>\ud835\udc35\ud835\udc4e<sup>141<\/sup> . Por\u00e9m, esses is\u00f3topos n\u00e3o s\u00e3o preocupantes. Eles apresentam <a href=\"https:\/\/militares.estrategia.com\/portal\/materias-e-dicas\/quimica\/o-que-e-constante-de-decaimento-e-tempo-de-meia-vida\/\" target=\"_blank\" >tempos de meia-vida<\/a> muito curtos: o cript\u00f4nio-92 apresenta 1,8 segundos, enquanto o b\u00e1rio-142 apresenta 8,3 minutos.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Al\u00e9m disso, o b\u00e1rio \u00e9 um s\u00f3lido com alto ponto de fus\u00e3o, portanto, n\u00e3o se dispersa na atmosfera. Isso significa que, em pouco mais de 18 segundos e 83 minutos, a radia\u00e7\u00e3o emitida por esses radiois\u00f3topos j\u00e1 \u00e9 praticamente nula.<strong> O problema \u00e9 a forma\u00e7\u00e3o do c\u00e9sio-137 &#8211; com 30 anos de meia-vida &#8211; e do iodo-131, com 8 dias de meia-vida.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>O c\u00e9sio-137 apresenta uma meia-vida m\u00e9dia, ou seja, sua radia\u00e7\u00e3o permanece no local em foi aplicada por mais de 100 anos em n\u00edveis acima do toler\u00e1vel pelo ser humano. \u00c9 perigoso tamb\u00e9m por ser vol\u00e1til, com ponto de fus\u00e3o de 28\u00b0C, o que significa que, apesar de ser s\u00f3lido, ele pode se dispersar pela atmosfera.<\/p>\n\n\n\n<p>J\u00e1 o iodo-131 &#8211; apesar de sua meia-vida relativamente curta &#8211; \u00e9 facilmente absorvido pelo corpo humano, tendo em vista que o iodo faz parte do metabolismo da gl\u00e2ndula tire\u00f3ide.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/by0FxUTaYIt9MkKG95-YNXt4M10sWiEffxVp0gDjc6i3yvwxgievJgc9rZhE-r8yBhyzA3c8A3QFzsrwI0-LWi1sH4rZN2NOzHl4k38I5BzUo_4-yaSzTfYnhIhgGdD_ZKn4_Xajz8GjMX9ijEFla_w\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>\u00c9 interessante observar que <strong>o ur\u00e2nio-235 possui uma rela\u00e7\u00e3o N\/P muito elevada em rela\u00e7\u00e3o aos n\u00facleos menores<\/strong>. Por isso, quando ele se parte, \u00e9 natural que os is\u00f3topos formados tenham mais n\u00eautrons do que seria necess\u00e1rio para estabilizar o n\u00facleo.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Por exemplo, os is\u00f3topos mais abundantes do iodo e do c\u00e9sio s\u00e3o, respectivamente, <sup>127<\/sup>I e <sup>133<\/sup>Cs, e ambos s\u00e3o bastante est\u00e1veis. O iodo-138, por outro lado, emite uma s\u00e9rie de part\u00edculas beta para se transformar no n\u00facleo est\u00e1vel de b\u00e1rio-138.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/L7U4qdeytzfNrtcgvOgjrBNPWTknjPMPvvhGsb6qHAR2U7dzt1aT5aNjC2NkkvMMWWh5hzThZt-R67NwNjEOtfRk_n1RGJZgcEmRX5TG69SD34lEfFVJHAJKCffnIvJxxSg91rUACRVQzLnP0gP-pw\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-velocidade-dos-neutrons\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Velocidade-dos-neutrons\"><\/span>Velocidade dos n\u00eautrons<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Para iniciar a fiss\u00e3o nuclear, \u00e9 preciso ceder uma pequena quantidade inicial de n\u00eautrons <\/strong>para a amostra de material radioativo. Portanto, \u00e9 necess\u00e1rio ter uma fonte dessas part\u00edculas para iniciar o processo de fiss\u00e3o nuclear e ela deve ser de um material radioativo, tendo em vista que eles somente podem ser obtidos por meio de rea\u00e7\u00f5es nucleares.<\/p>\n\n\n\n<p>A descoberta dessas part\u00edculas ocorreu no ano de 1932, pelo f\u00edsico ingl\u00eas James Chadwick. Com os conhecimentos modernos, podemos escrever o processo radioativo observado por Chadwick pela seguinte equa\u00e7\u00e3o nuclear.&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/DtHseQf8E9t5ZRUWjYRwbGr9grWsGGqIryVJ1tgcEaXMl50zXIjaqoC7IY9AhTqGIZee8fFnVN4hPijIWeE3bZCMcynu1e3UqdZ_DM-G0EwL7FGVMah4lOPwhqdJ1pAr_xsZikO6ZfMqQ7BfMh5etMA\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Esse processo \u00e9 de bastante import\u00e2ncia, pois o ber\u00edlio \u00e9 uma das principais fontes de n\u00eautrons para o processo de fiss\u00e3o nuclear. De maneira geral, <strong>as rea\u00e7\u00f5es nucleares s\u00e3o bastante exot\u00e9rmicas, por isso, os n\u00eautrons emitidos costumam ser muito r\u00e1pidos<\/strong>, com energia superior a 2 MeV. S\u00e3o t\u00e3o r\u00e1pidos que escapam com facilidade do reator de fiss\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n<p>Portanto, nos reatores t\u00e9rmicos, <strong>\u00e9 muito comum utilizar um moderador para desacelerar<\/strong> <strong>alguns n\u00eautrons muito r\u00e1pidos<\/strong>. A ideia \u00e9 utilizar um is\u00f3topo com baixa afinidade por essas part\u00edculas. Geralmente, s\u00e3o elementos leves, j\u00e1 que os mais pesados podem absorver n\u00eautrons mais facilmente.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>O ideal \u00e9 que eles tenham a<strong> maior densidade poss\u00edvel, <\/strong>pois isso implica em uma maior propor\u00e7\u00e3o poss\u00edvel de n\u00facleos por volume. Sendo assim, subst\u00e2ncias no estado gasoso devem ser evitadas.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Sucessivas colis\u00f5es com os n\u00facleos do moderador diminuem a energia cin\u00e9tica dos n\u00eautrons, tornando-os aptos a participar da fiss\u00e3o nuclear. <\/strong>Podemos resumir as caracter\u00edsticas de um bom moderador de velocidade:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/E73ce_S8zioxMyl4CXC3mjdtAEN3RwhlhJeA4Ht3IABc6x6zrC4J8o0LrCEXgQocP74AU90YWZDX8ad0roe6-4VPPeqwaskt-V2qRsDqGD1R-5SNW9U-EBRetkTnSCGEG3StgV5MsmXYc3ME3a0nkAs\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p><strong>Os materiais mais utilizados como moderadores s\u00e3o a \u00e1gua pesada (D<\/strong><strong><sub>2<\/sub><\/strong><strong>O)<\/strong> &#8211; que \u00e9 a mol\u00e9cula de \u00e1gua formada por dois \u00e1tomos de deut\u00e9rio, em vez de hidrog\u00eanio leve &#8211; <strong>e o carbono grafite, <\/strong>formado principalmente por \u00e1tomos <sup>12<\/sup>C, is\u00f3topo que \u00e9 bastante est\u00e1vel.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-enriquecimento-do-uranio\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Enriquecimento-do-uranio\"><\/span>Enriquecimento do ur\u00e2nio<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p>O ur\u00e2nio \u00e9 obtido na natureza principalmente na forma de di\u00f3xido de ur\u00e2nio UO<sub>2<\/sub>, que \u00e9 um s\u00f3lido que cont\u00e9m 99,3% do is\u00f3topo <sup>238<\/sup>U e apenas 0,7% em massa do is\u00f3topo <sup>235<\/sup>U, que \u00e9 f\u00edssil. Em geral, \u00e9 preciso utilizar um teor de cerca de 3% do is\u00f3topo <sup>235<\/sup>U nos reatores de fiss\u00e3o nuclear &#8211; por isso, o ur\u00e2nio natural precisa ser enriquecido.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Trata-se de um processo bastante caro, pois as diferen\u00e7as entre<sup> 235<\/sup>UO<sub>2<\/sub> e <sup>238<\/sup>UO<sub>2<\/sub> s\u00e3o muito pequenas. Lembre-se das propriedades dos is\u00f3topos:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/KiF3htFeMF9gdrGjseb5zX6EHQsuQ4K3dQVlW-iCQ0-l97BLbt5SxKYZidp-2rQmKhMIswxdourwgYsD2xzH_5-x8E9tX6Jypbu_HFp2iVZ3XNtqArOcKkAAFgt8aYMNxJ6bJQ_Q0ArzDgu_wf8F-Tw\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Como existe uma pequena varia\u00e7\u00e3o de massa (cerca de 1%), os dois is\u00f3topos apresentar\u00e3o propriedades f\u00edsicas ligeiramente diferentes em seus compostos, como a densidade. <strong>O m\u00e9todo mais utilizado para explorar essa sutileza \u00e9 a centrifuga\u00e7\u00e3o; por\u00e9m, esse processo n\u00e3o pode ser aplicado no UO<\/strong><strong><sub>2<\/sub><\/strong><strong>, j\u00e1 que esse min\u00e9rio \u00e9 s\u00f3lido.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>O que se faz normalmente \u00e9 <strong>converter o ur\u00e2nio em gasoso por meio de algumas rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas:&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/1EzTIsN452RguGtaT0Hya-6Ynaf4fwYnh18UcI0eH1wo8pBhP9wqUlUryKSoHTASVQHLXhL7jERQbmlRc1JauESJQ0knyzwG3EtSzTer5O4whiPiBwmc4PPiptUp4p9TJex0wGjyxbJuizL1qnlGHPM\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>O hexafluoreto de ur\u00e2nio \u00e9 <strong>submetido \u00e0 centr\u00edfuga.<\/strong> Como as diferen\u00e7as de massa entre os dois is\u00f3topos de ur\u00e2nio a serem separados s\u00e3o muito pequenas,<strong> o processo \u00e9 extremamente lento e caro. Por isso, somente para fins militares \u00e9 que se costuma obter purezas superiores do is\u00f3topo <\/strong><strong><sup>235<\/sup><\/strong><strong>U.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-fusao-nuclear\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Fusao-nuclear\"><\/span>Fus\u00e3o nuclear<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p><strong>A fus\u00e3o nuclear acontece quando n\u00facleos menores se combinam para formar n\u00facleos maiores.<\/strong> Como vimos, a energia de liga\u00e7\u00e3o por nucleon dos elementos mais leves \u00e9 pequena e vai crescendo com o aumento da quantidade de pr\u00f3tons e n\u00eautrons at\u00e9 o n\u00facleo de ferro-56.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>A rea\u00e7\u00e3o de fus\u00e3o nuclear mais simples e conhecida envolve os dois is\u00f3topos do hidrog\u00eanio: deut\u00e9rio e tr\u00edtio.<\/strong> O resultado \u00e9 a libera\u00e7\u00e3o do n\u00facleo est\u00e1vel de h\u00e9lio-4, segundo a equa\u00e7\u00e3o:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/yLiGWtfU_WAx6wNkFMeRE4W15P1ExmOV76Z_m9a2uIQsxZ4f01S-R-TaqMpsmyDQ-qfwEdFBsKhH7ij0JDECcphDIcJAA5yd0Xylwf-mqhVFw-gHv6wB1dKrVbHk8nTvewmIKxOwMG4FGvsEd3vNsu4\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Outras rea\u00e7\u00f5es muito comuns envolvem apenas o deut\u00e9rio:&nbsp;<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/w1DWNzFUs0As1DRmzj4N9tNDHkWWqfB3VCVpOFNixJaXhUlCVN5-V2UqXVyvNA5jqzAZs9JeznXR6ju-ItBSBHDol_Vk6DEumwG_OloBzckDlvACVCs123y1TT7z3eDqzj8tWOt78T9BjDWR3pgU7Ww\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Um ponto curioso \u00e9 que,<strong> ao contr\u00e1rio do processo de fiss\u00e3o nuclear, os produtos formados n\u00e3o representam riscos radioativos. <\/strong>Por conta disso, a fus\u00e3o nuclear \u00e9 considerada uma <strong>fonte limpa de energia,<\/strong> o que a faz ser estudada em laborat\u00f3rios do mundo inteiro.<\/p>\n\n\n\n<p>Outra vantagem \u00e9 que <strong>a energia liberada \u00e9 muito superior.<\/strong> Enquanto a fiss\u00e3o completa de 1 g de ur\u00e2nio leva \u00e0 libera\u00e7\u00e3o de energia correspondente a 18 toneladas de TNT, <strong>a fus\u00e3o completa de 1 g de deut\u00e9rio leva \u00e0 libera\u00e7\u00e3o de energia corresponde a incr\u00edveis 58 toneladas de TNT!&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>&nbsp;Vale ressaltar, ainda, que <strong>o hidrog\u00eanio \u00e9 muito mais abundante na Terra do que o ur\u00e2nio,<\/strong> portanto, o combust\u00edvel seria praticamente ilimitado.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/yOvMCz7Km8ajB6uiDu4hG6U9OMN3gO-XVjbevcyOxMdn0PdYi919NFXsCDYcMYqbc-ulijeply1e10pIppoiCr3yowiQcNkpPd4gvUrmwDqHlN9F6ptdE1xew1d36RpDBZZp4IKTJUpyQna_fnZ2luY\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p><strong>A grande dificuldade, no entanto, para iniciar essa rea\u00e7\u00e3o \u00e9 vencer a forte repuls\u00e3o <\/strong>que surge entre os n\u00facleos de dois \u00e1tomos de hidrog\u00eanio quando se aproximam.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/tg8zlh8_Hhp9Aif21wbiNbfvNpO6VEZnStDoe6J0qElisg2mrCSZFkZ8U9n8EEgP9mnritkFiMd5P0IZ5msUoYZQI58JFDtG9I7hrDLSiJds9sziNA2-1R90qjeLPihDoku_83QjblDRGUECq00TETw\" alt=\"\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>As for\u00e7as nucleares s\u00f3 possuem um alcance muito curto, cerca de alguns femt\u00f4metros. At\u00e9 conseguir aproximar tanto dois \u00e1tomos de hidrog\u00eanio,<strong> \u00e9 necess\u00e1rio vencer a intensa repuls\u00e3o eletrost\u00e1tica entre eles,<\/strong> j\u00e1 que os pr\u00f3tons s\u00e3o cargas de mesmo sinal.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Os m\u00e9todos mais comuns para promover essa aproxima\u00e7\u00e3o s\u00e3o:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Acelerador de Part\u00edculas: <\/strong>nesse equipamento, os materiais s\u00e3o rotacionados em velocidades extremamente r\u00e1pidas, o que permite maior incid\u00eancia de colis\u00e3o entre n\u00facleos.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Temperaturas Alt\u00edssimas:<\/strong> em temperaturas superiores a um milh\u00e3o de graus Celsius, forma-se um plasma gasoso. O plasma, considerado o quarto estado da mat\u00e9ria, \u00e9 formado por \u00edons gasosos envoltos por uma matriz de el\u00e9trons livres. Como os \u00e1tomos tiveram seus el\u00e9trons retirados, as colis\u00f5es se dar\u00e3o entre seus n\u00facleos.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><strong>Aten\u00e7\u00e3o! <\/strong>\u00c9 importante observar que a temperatura n\u00e3o influencia nos processos radioativos, tendo em vista que a agita\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica comum somente influencia a dist\u00e2ncia entre duas eletrosferas, mas n\u00e3o afeta o n\u00facleo.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Por\u00e9m, <strong>no estado de plasma, a milh\u00f5es de graus Celsius, as temperaturas s\u00e3o t\u00e3o elevadas que a energia cin\u00e9tica dos \u00e1tomos \u00e9 suficiente para desafiar a repuls\u00e3o eletrost\u00e1tica entre os pr\u00f3tons<\/strong>, o que come\u00e7a a influenciar os fen\u00f4menos nucleares, entre os quais, se inclui a fus\u00e3o nuclear.<\/p>\n\n\n\n<p>Infelizmente, devido \u00e0s altas temperaturas necess\u00e1rias para iniciar o processo de fus\u00e3o nuclear,<strong> ainda n\u00e3o se conhece uma maneira de se processar essa transmuta\u00e7\u00e3o de modo controlado.<\/strong>&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Como assim? Bem, a fus\u00e3o n\u00e3o poderia acontecer dentro de um recipiente s\u00f3lido &#8211; como um reator de a\u00e7o, por exemplo &#8211; pois, ao entrar em contato com esse material, o plasma provocaria a sua r\u00e1pida vaporiza\u00e7\u00e3o.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Uma das principais ideias em pesquisa \u00e9 o confinamento magn\u00e9tico. Nessa t\u00e9cnica, o plasma poderia ser confinado no interior de um campo magn\u00e9tico extremamente elevado.<strong> A constru\u00e7\u00e3o de um reator de fus\u00e3o nuclear em que a rea\u00e7\u00e3o poderia acontecer de maneira controlada \u00e9 uma das mais aguardadas inven\u00e7\u00f5es da Ci\u00eancia.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-na-pratica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Na-pratica\"><\/span>Na pr\u00e1tica!&nbsp;<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p>Agora que voc\u00ea conhece a fus\u00e3o e a fiss\u00e3o nuclear, que tal colocar o que aprendeu em pr\u00e1tica com quest\u00f5es? Responda a seguir!<\/p>\n\n\n\n<p>(TFC \u2013 In\u00e9dita) A respeito dos processos de fiss\u00e3o e fus\u00e3o nuclear, assinale a alternativa correta.<\/p>\n\n\n\n<p>a) Na fus\u00e3o nuclear, n\u00facleos at\u00f4micos menores formando n\u00facleos at\u00f4micos maiores, absorvendo uma grande quantidade de energia.<\/p>\n\n\n\n<p>b) A fiss\u00e3o nuclear \u00e9 o processo utilizado na produ\u00e7\u00e3o de energia nas usinas at\u00f4micas, porque apresenta baixo impacto ambiental, sendo considerada uma energia limpa e sem riscos.<\/p>\n\n\n\n<p>c) A energia liberada pelo Sol se deve \u00e0s rea\u00e7\u00f5es de fiss\u00e3o nuclear que ocorrem na estrela.<\/p>\n\n\n\n<p>d) A equa\u00e7\u00e3o: <sub>0<\/sub>n<sup>1<\/sup> + <sub>92<\/sub>U<sup>235<\/sup> \u2192 <sub>56<\/sub>Ba<sup>140<\/sup> + <sub>36<\/sub>Kr<sup>93<\/sup> + 3. <sub>0<\/sub>n<sup>1<\/sup> representa uma rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o nuclear.<\/p>\n\n\n\n<p>e) O processo de fus\u00e3o nuclear foi primeiramente dominado pelos americanos para a constru\u00e7\u00e3o das bombas at\u00f4micas de Hiroshima e Nagasaki.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Resposta:<\/strong>&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>A quest\u00e3o busca confundir os conceitos de fiss\u00e3o e fus\u00e3o nuclear.<\/p>\n\n\n\n<p>a) A fus\u00e3o libera energia, n\u00e3o absorve. Por isso, <strong>a letra A est\u00e1 errada<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>b) A fiss\u00e3o nuclear, de fato, \u00e9 utilizada nas usinas at\u00f4micas. Mas a sua grande desvantagem reside no fato de que possui elevado impacto ambiental, pois pode gerar is\u00f3topos radioativos, como c\u00e9sio-140 e iodo-131.<strong> Alternativa errada.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>c) A energia do Sol \u00e9 liberada por fus\u00e3o nuclear. <strong>Alternativa errada.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>d) A equa\u00e7\u00e3o representada representa a fiss\u00e3o do n\u00facleo de ur\u00e2nio.<strong> Alternativa correta<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>e) A bomba at\u00f4mica se baseia em um processo de fiss\u00e3o nuclear, n\u00e3o fus\u00e3o. <strong>Alternativa errada.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Gabarito: <strong>D<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Acompanhe o Portal Estrat\u00e9gia Militares para mais resumos e not\u00edcias sobre o mundo dos seletivos das For\u00e7as Armadas! 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