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Radioatividade; Fissão e Fusão Nuclear

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Fernando Conceição

on 14 October 2014

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Transcript of Radioatividade; Fissão e Fusão Nuclear

Radioatividade; Raios-X;
Fissão e Fusão Nuclear

Radioatividade
Radioatividade é a propriedade que alguns tipos de
átomos instáveis
apresentam de emitir energia e partículas subatômicas, o que se convenciona chamar de decaimento radioativo ou desintegração nuclear.
Tipos de
radiação
Os estudos realizados sobre o fenômeno da radioatividade, a partir do final do século XIX, comprovaram a existência de
três tipos de radiações
emergentes do interior dos átomos: os raios alfa, os raios beta e os raios gama.
Reator de Fissão Nuclear
Dentro do Reator Nuclear, centenas de varetas contendo material radioativo, normalmente urânio enriquecido ou o plutônio 239, são fissionadas. O calor liberado irá aquecer a água que fica dentro do reator. Ela pode chegar a 1500°C a uma pressão de 157atm. Essa água quente irá seguir por tubos, até o vaporizador, depois volta ao reator, completando o circuito primário.
O reator faz um controle da reação de Fissão, diferente das bombas atômicas, em que ocorre a reação descontrolada
Vantagens
O aspecto mais importante desse tipo de reação nuclear é a quantidade de energia liberada, muito maior do que a reação de fissão. Os materiais usados nessas reações são de fácil obtenção, pois o deutério é encontrado nas moléculas de água, o trítio pode ser obtido por meio do lítio, e o lítio é um metal encontrado na natureza. Os produtos da fusão não são radioativos, sendo, portanto, considerada um tipo de energia “limpa” que não causa alterações no meio ambiente.

Infelizmente, ainda não se tem um método eficiente de se utilizar essa energia por reatores
Exercício de revisão
(UFRGS)
Dentre as afirmações sobre reações nucleares apresentadas nas alternativas, qual está correta:
a) fusão nuclear e fissão nuclear são duas maneiras diferentes de denominar a mesma reação nuclear;
b) a fusão nuclear é um fenômeno comum que ocorre no dia-a-dia, podendo ser observado ao derreter-se um pedaço de gelo;
c) a fissão nuclear, utilizada nas centrais nucleares, produz fragmentos radioativos;
d) no processo de fusão nuclear não há liberação de energia;
e) uma reação nuclear em cadeia (sequência de fissões nucleares) não pode ser iniciada nem controlada em um reator nuclear;
Raios-X
Radiação eletromagnética com frequências superiores às radiações ultravioletas, ou seja, maiores que
10^18 Hz
. A Descoberta do raio X e a primeira radiografia da história ocorreram em 1895, pelo físico alemão
Wilhelm Conrad Röentgen

Foi durante o estudo da luminescência por raios catódicos num
tubo de Crookes
que Conrad descobriu esse raio.
Fusão descontrolada
A fusão sem controle já foi usada na bomba de hidrogênio ou termonuclear, no ano de 1952, lançada pelos Estados Unidos em um atol do Pacífico. Essa bomba foi apelidada de “Mike” e possuía uma potência 700 vezes maior que a bomba de Hiroshima.
Resposta
c) a fissão nuclear, utilizada nas centrais nucleares, produz fragmentos radioativos;

As reações de fissão liberam o chamado "lixo radioativo" que, se descartados de maneira errada, geram graves problemas ao ambiente (como o acidente de Césio 137). Esse é um dos principais fatores para os cientistas buscarem avanços na utilização da Fusão, por ser uma energia mais limpa.
Fusão Nuclear
As reações nucleares de fusão são aquelas que ocorrem no interior das estrelas, tais como o nosso sol, em que dois núcleos atômicos menores se unem para dar origem a um núcleo atômico maior e mais estável.
Fissão nuclear
É uma reação que ocorre no
núcleo de um átomo
. Geralmente o núcleo pesado é atingido por um nêutron, que, após a colisão, libera uma imensa quantidade de energia. No processo de fissão de um átomo, a cada colisão são liberados novos nêutrons. Os novos nêutrons irão colidir com novos núcleos, provocando a fissão sucessiva de outros núcleos e estabelecendo, então, uma
reação em cadeia.
Descoberta
Em 1896, o francês
Henri Becquerel
estudava os efeitos da luz solar sobre determinados materiais fluorescentes, como o
minério de urânio
. À espera da melhora do tempo, que se apresentava nublado, guardou a amostra do minério numa gaveta juntamente com uma chapa fotográfica, havendo depois revelado a chapa e notado nela os sinais da radiação.
Mais tarde, cientistas perceberam que todos os elementos com nº atômico maior que 82 eram radioativos
Propriedades
Röentgen percebeu que essa radiação era capaz de atravessar sólidos, ionizar o ar, não apresentava relfexão quando atingia o vidro e não era desviada por campos eletricos e magnéticos
Os raios X propagam-se com a velocidade da luz e, como qualquer outra
onda eletromagnética
, esses raios estão sempre sujeitos aos fenômenos da refração, reflexão, difração, polarização e interferência.
Tubo de Crookes
Tubo de vidro com dois eletrodos em suas extremidades, com uma abertura pra possibilitar a retirada do ar dentro da ampola criando um vácuo moderado dentro da mesma. Quando os eletrodos eram submetidos a uma grande diferença de potencial (cerca de 10.000 Volts) surgiu uma luminescência na parede oposta ao cátodo (eletrodo negativo), que recebeu o nome de "Raios Catódicos".
Partículas Alfa
De natureza
eletropositiva
, os raios alfa são altamente energéticos e emitidos pelos elementos radioativos a milhares de quilômetros por segundo. Apesar de seu elevado conteúdo energético, possuem
baixa penetrabilidade
e são facilmente detidos por folhas de papel, de alumínio e de outros metais.
Partículas Beta
De carga
negativa
. Essas partículas não são constituintes do núcleo, mas surgem durante o
decaimento beta
, quando o núcleo emite elétrons (ou pósitrons) ou captura um elétron orbital para adquirir estabilidade. As partículas beta possuem menor energia que as alfa, mas apresentam maior poder de penetração, razão pela qual ultrapassam a barreira das lâminas metálicas finas usadas para deter as partículas alfa. Para isolar a radiação beta, é necessário usar lâminas muito mais espessas.
Partículas Gama
Eletricamente
neutros
e de frequência superior ao do espectro da luz visível e a dos raios X, os raios gama são emitidos quando os núcleos efetuam transições, por decaimento alfa, de estados excitados para os de energia mais baixa. Sua energia e grande capacidade de penetração dificultam a manipulação.
Mike Bomb
Bomba de Hidrogênio
moderna
Felipe Vitor
Fernando Conceição
José Rogério
3ºC
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