A energia nuclear, que é a energia de ligação do núcleo, pode ser obtida por meio de processos induzidos. Um deles é o processo de fissão nuclear.
O que é?
A fissão consiste na divisão de um núcleo muito pesado em dois outros núcleos. Existe uma probabilidade pequena de um núcleo sofrer fissão espontaneamente. Por essa razão, é desejável e mais seguro promover a reação artificialmente, de modo que se possa usufruir, de maneira controlada, dos benefícios da energia nuclear.
A divisão pode ser feita atingindo um núcleo pesado com alguma partícula em alta velocidade. Para que a energia (nuclear) liberada seja maior que a energia (cinética) gasta no processo, é necessário que o sistema tenha autonomia para continuar dividindo núcleos sem a emissão dessas partículas. Para tanto, a partícula emitida (com alta velocidade) é o nêutron.
História
A fissão nuclear foi observada pela primeira vez em 1938 por Otto Hann e Fritz Strassman, que bombardearam urânio com nêutrons, obtendo, como produtos de reação, dois novos elementos com massas intermediárias, o bário e o lantânio.
Após a colisão com o nêutron, o núcleo de urânio dividiu-se em dois fragmentos de massas próximas, liberando cerca de 208 MeV de energia. Este último produto da reação, a energia liberada, confirmando a relação E = m • c2 de Einstein, afetaria de maneira significativa a história da humanidade!
Veja também: Teoria da Relatividade.
Como é o processo de fissão do urânio
- um feixe de nêutrons é emitido em direção a uma amostra de urânio;
- quando o nêutron colide com um átomo da amostra, ele é incorporado ao seu núcleo, causando-lhe um desequilíbrio;
- o desequilíbrio causado resulta na desintegração do núcleo, cujo produto final é composto de dois núcleos menores e de dois ou três nêutrons livres;
- os nêutrons livres podem colidir com outros núcleos e causar a fissão deles também, resultando em outros nêutrons livres que, por sua vez, poderão colidir com outros núcleos, num processo contínuo, conhecido como reação em cadeia.
A reação em cadeia pode ser interrompida se o agente causador da fissão, isto é, o nêutron, for eliminado. Para isso, é necessário inserir no sistema elementos que tenham capacidade de absorver nêutrons e que mantenham seu equilíbrio mesmo na presença do excesso dessas partículas. Alguns elementos, como o boro e o cádmio, têm essa propriedade, pois podem manter um número maior de nêutrons do que aqueles que possuem em seu estado natural.
As usinas termonucleares utilizam a indução e o controle da fissão nuclear em cadeia para gerar energia elétrica. O local onde o processo ocorre é chamado de reator nuclear.
Vantagens e desvantagens das usinas de fissão nuclear
As vantagens que as usinas termonucleares têm em relação às usinas térmicas que utilizam óleo ou carvão como combustível são:
- a usina termonuclear não emite gases poluentes, especialmente o dióxido de carbono, que agrava o efeito estufa;
- a quantidade de combustível utilizado na termonuclear é significativamente menor. Para se ter uma ideia, para gerar a mesma quantidade de energia, 120 kg de carvão podem ser substituídos por apenas 1 g de 235U
As desvantagens são:
- lixo produzido. Por ser radioativo, ele é altamente perigoso e deve ser tratado de maneira especial.
- potencial destruidor. Como a abundância natural do 235U é apenas de 0,72%, costuma-se enriquecer minérios de urânio para aumentar a concentração do 235U para até 90%. Com tanta energia disponível assim, é necessário controle e sabedoria para seu uso pacífico.
Veja também: Como funcionam as usinas nucleares.
Lixo radioativo
O lixo radioativo não pode ser descartado como qualquer lixo. Rejeitos de baixa atividade radioativa são confinados e serão descartados somente quando apresentarem níveis radioativos semelhantes aos do meio ambiente.
Os produtos da fissão são reprocessados, pois têm utilidade na indústria e são reaproveitados em outras áreas. Aqueles que não têm utilidade são guardados em sistemas de contenção em depósitos de rejeitos radioativos.
Por: Paulo Magno da Costa Torres
