Reações Nucleares

O futuro da humanidade foi profundamente alterado após a observação de que os núcleos de alguns isótopos podiam converter-se noutros mais leves, ou que dois núcleos leves podiam unir-se no processo conhecido como fusão, formando um mais pesado. Para tal são necessárias altas temperaturas. São reações nucleares com a particularidade de que os elementos resultantes são núcleos de elementos situados na zona central da tabela periódica. A energia de ligação através do nucleão nos núcleos resultantes é maior que a correspondente aos núcleos de partida. Esta diferença na energia por nucleão traduz-se na libertação de uma grande quantidade de energia durante estas reações nucleares.

Fusão Nuclear

Se se aproximam dois núcleos ligeiros até que a força nuclear forte supere as de repulsão elétrica, formar-se-á um novo núcleo mais pesado que os iniciais. Este processo é conhecido como fusão. Nele, a energia de ligação do núcleo obtido é maior que a soma das dos núcleos ligeiros de partida. A diferença existente neste caso é maior que a indicada para a fissão. Se as condições são apropriadas, a energia comunicada é suficiente para excitar novos núcleos e originar uma reação em cadeia. Até agora só uma se estudou em profundidade: a que consiste na fusão de 4 protões para produzir um átomo de hélio. Este é o processo que se dá a altas temperaturas e pressões existentes no interior do Sol. Para se conseguir a fusão dos núcleos tem de se possuir uma grande energia cinética. Para isso é necessário elevar a temperatura até uns 100 milhões de graus, o que implica grandes dificuldades técnicas.

Fissão Nuclear

O processo no qual um núcleo pesado se separa em vários elementos diferentes é denominada fissão. As propriedades que convertem a fissão num processo de utilidade são a libertação de energia e de neutrões. A energia obtida na fissão nuclear consegue-se através do balanço da energia de ligação por nucleão. Para núcleos massivos, a energia de ligação é de uns 7,5 MeV por nucleão, mas para os núcleos de massa intermédia, como o caso dos fragmentos produzidos na fissão, esta energia é aproximadamente de 8,4 MeV por nucleão. A fissão liberta uma energia média de 0,9 MeV por nucleão e fá-lo com um total de aproximadamente 200 MeV para todos os nucleões de um núcleo de urânio.