Reações nucleares. O que são?
Se estás no 9.º ano ou mesmo no 8.º, já ouviste falar nos átomos e na sua constituição. Os átomos são constituídos por três tipos diferentes de partículas fundamentais:
protões, neutrões e eletrões.
Os eletrões e os protões têm cargas elétricas opostas.
Aos eletrões foi convencionalmente atribuída carga negativa e aos protões, carga positiva.
Os neutrões, como o nome indica, são eletricamente neutros, isto é, não têm carga elétrica.
Numa pequena zona central (núcleo atómico), formada por protões e neutrões, concentra-se quase toda a massa do átomo. À volta, fica uma zona de carga elétrica negativa (zona de eletrões).
Cisão e fusão nuclear.
Nas reações de fissão ou cisão nuclear, um núcleo pesado, como por exemplo o núcleo de urânio, com 92 protões, divide-se formando núcleos mais pequenos. Nestas reações libertam-se neutrões e uma grande quantidade de energia.
Já deves ter ouvido falar nas bombas atómicas que foram lançadas em Hiroxima e Nagasaki pelos Estados Unidos em 1945. Foi com o lançamento destas bombas de fissão que terminou a 2.ª Guerra Mundial. A primeira, foi lançada em Hiroxima no dia 6 de agosto de 1945. Com apenas 65 kg de urânio, a Little Boy libertou a energia equivalente à explosão de cerca de 20 000 toneladas de TNT! Morreram cerca de 70 000 pessoas e muitas mais vieram a falecer como resultado das radiações libertadas.
Bomba lançada em Nagasaki (9 de agosto de 1945)
Little Boy
Para perceber melhor o que é a fusão nuclear temos de começar por falar em… estrelas! É nas estrelas que os elementos químicos como o carbono, por exemplo, são “sintetizados” por fusão nuclear. Núcleos atómicos pequenos, como os de hidrogénio e hélio, fundem-se dando origem a núcleos maiores.
Como aprendeste no 7.º ano, as estrelas são essencialmente constituídas por hidrogénio. Uma das fases mais importantes da evolução estelar, consiste na “queima” de hidrogénio em hélio. Nestas reações, dois núcleos leves de hidrogénio (deutério e trítio) transformam-se em hélio através da fusão.
Nas bombas de hidrogénio ocorrem reações de fusão nuclear, em tudo semelhantes às que acontecem no sol.
Como são necessárias temperaturas muito altas para dar início ao processo de fusão nuclear, para o desencadear são utilizadas reações de fissão nuclear que libertam grandes quantidades de energia. É a energia libertada nestas primeiras reações nucleares que permite depois desencadear as reações de fusão dos núcleos de hidrogénio.
A energia libertada pela bomba de hidrogénio testada em 1961 pela então União Soviética, libertou uma quantidade de energia cerca de 4000 vezes superior à energia libertada pela bomba de Hiroxima.
Será possível reproduzir as reações nucleares de fusão na Terra? O projeto ITER.
"Existe um projeto europeu (o International Thermonuclear Experimental Reactor - ITER), em que entra a União Europeia (Portugal é, por isso, participante), o Reino Unido, a Suíça, os Estados Unidos, a Rússia, China, o Japão, a Índia e a Coreia do Sul. Trata-se de um dos maiores projectos científicos de sempre na tentativa de demonstrar a viabilidade de reações de fusão para aplicação comercial. Foi, em 2003, escolhido o sítio de Cadarache, perto de Marselha, no Sul de França, tendo a construção começado em 2007. O projeto tem-se, porém, atrasado, em boa parte por dificuldade de financiamento. Deverá haver testes de plasmas já em 2025, mas a sua ignição em pleno não será antes de 2035. Fazer o Sol na Terra demorará ainda algumas décadas. Também no ITER vai ser usada uma mistura de deutério e trítio: a reacção é semelhante à do Sol, mas não igual."