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A bomba de fissão utiliza como combustível, normalmente urânio-235 ou plutônio-239. Aliás o fato de se detonar duas bombas no Japão, foi para se testar estes dois combustíveis, Little Boy com urânio-235 e Fat Men com plutônio-239.
 
A bomba de fissão utiliza como combustível, normalmente urânio-235 ou plutônio-239. Aliás o fato de se detonar duas bombas no Japão, foi para se testar estes dois combustíveis, Little Boy com urânio-235 e Fat Men com plutônio-239.
  
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Conhecida também como bomba de hidrogênio, já que o material utilizado é o hidrogênio.
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Temos acima o esquema típico de uma reação de fusão.
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Além da diferença no tipo de reação, as bombas de fusão são muito mais poderosas,enquanto as bombas de fissão liberam entre 10 a 100kton de energia, uma bomba de fusão chegaram até a 50.000kton (50Mton).
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====Usinas Nucleares====
 
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Edição atual tal como às 22h19min de 12 de setembro de 2011

ENERGIA NUCLEAR

Conteúdo

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[editar] Introdução

Em nossa era o meio ambiente pede socorro. Na medicina, vemos a crescente evolução nos métodos de diagnósticos e de novos tratamentos. A tecnologia evolui cada dia mais. Diante desses poucos, porém importantíssimos, pontos ressaltados, tem-se por trás a energia nuclear, um tema polêmico e que divide opiniões.

Mas, como a energia nuclear foi "descoberta"? O que é essa energia e como ela é produzida? Para melhor entendermos vamos voltar no tempo...

[editar] Questão Intrigante da Ciência até início do século XX

Algo que sempre aguçou a curiosidade dos cientista foi como o Sol "funcionava", alguns cientista acreditavam que poderia ser algum tipo de combustível que através de sua queima liberava a energia, porém, se fosse assim ou ele já teria apagado há muitos anos, ou a quantidade de combustível disponível deveria ser enorme.

Sol

Mas, com a equação de Einstein, E = m.c², que diz que massa é energia esperando ser liberada, tudo se tornou mais claro. No núcleo do Sol, ocorre reações termonucleares que funde átomos de hidrogênio e forma átomos de hélio. Nessa transformação há “perda” de massa e é essa diferença pequenina que promove a liberação gigantesca de energia.

Albert Einstein

Após essa descoberta, o homem começou a se questionar se poderíamos, aqui na Terra, produzir energia através do mesmo princípio de “funcionamento” do sol. Para Albert Einstein, isso não era possível, pois a energia necessária para iniciar esse processo era muito maior que a energia produzida. Segunda as palavras de Einstein: “A probabilidade de transformar matéria em energia equivale a atirar em pássaos no escuro num campo em que há pouquíssimos pássaros”.

Na época, os cientistas faziam incidir partículas-α , compostas por 2 prótons e 2 nêutrons (tal partícula é o núcleo do átomo de hélio) em núcleos de átomos.Porém, um outro cientista, Léo Szilard,percebeu que a forma com que estava se tentando realizar essa experiência não era muito satisfatória, pois as partículas-α transmitem uma carga elétrica positiva. Como o núcleo do elemento-alvo também possui carga elétrica positiva é como se eles se repelissem, assim como acontece com ímã. O que Szilard percebeu é que ao incidir apenas um neutrón ele, ao invés de ser repelido, se ligaria ao núcleo provocando grande instabilidade que faria com que se rompesse liberando parte da energia, segundo prevê a equação de Einstein.

Seguindo seu raciocínio, Szilard percebeu que ao romper o primeiro núcleo mais 2 ou 3 neutróns seriam liberados, que, por sua vez, se ligariam a outros núcleos provocando sua ruptura devido à instabilidade gerada. Isso configuraria uma reação em cadeia que não poderia mais ser detida. Seu maior medo era que assim como ele, os nazistas descobrissem que massa poderia sim ser convertida em energia, configurando uma poderosíssima arma. Para seu desespero, algum tempo depois em uma conferência na Dinamarca, foi divulgado que os alemães perceberam que ao lançar neutróns poderiam romper com o núcleo de Urânio. Ciente disso, em 1939, junta-se com Enrico Fermi a fim de verificar se uma reação em cadeia era, realmente, possível de se obter e ao que os estudos indicaram parecia que sim. De posse dessas informações, Szilard fez uso da fama e influência de Einstein para que ele escrevesse uma carta ao então presidente dos Estados Unidos, Franklin Roosevelt, falando sobre a terrível ameaça eminente dos alemães desenvolverem uma arma nuclear.

reacao.jpg

[editar] Aplicações da Energia Nuclear

Embora os estudos sobre o núcleo atômico começaram no início do século XX, só se intensificaram na década de 30, culminaldo com a construção da primeira BOMBA ATÔMICA. E apesar das inúmeras formas de aplicação da energia nuclear, sempre que nos falam sobre este tipo de fonte energética associamos imediatamento com as bombas atômicas e os acidentes nucleares que ocorreram, porém, nos esquecemos das aplicações benéficas e indispensáveis no mundo de hoje, como o tratamento de alimentos para maior durabilidade do produto, tratamentos médicos, esterilização de equipamentos, entre outros.

[editar] Bomba Atômica

Em 1939, Leo Szilard junta-se com Enrico Fermi a fim de verificar se uma reação em cadeia era, de fato, possível de se obter e ao que os estudos indicaram parecia que sim. De posse dessas informações, Szilard fez uso da fama e influência de Einstein para que ele escrevesse uma carta ao então presidente dos Estados Unidos, Franklin Roosevelt, falando sobre a terrível ameaça eminente dos alemães desenvolverem uma arma nuclear. Como resposta a essa possível investida alemã, os EUA iniciaram o projeto Manhattan, para construir um artefato bélico antes dos nasistas. Ele contou com a participação de grandes nomes da ciência da época como Julius Robert Oppenheimer, Leo Szilard, Enrico Fermi, entre outros.

Os+cientistas+do+Projeto+Manhattan%252C+criadores+da+Bomba+At%25C3%25B4mica+De+chap%25C3%25A9u%252C+Oppenheimer+Bohr+%25C3%25A9+o+primeiro+da+direita+para+a+esquerda.jpg Cientistas envolvidos no Projeto Manhattan.

Tal atitude alterou a história, a sociedade e o modo de se fazer ciência, com seus treze locais de pesquisa, envolvendo mais de 10.000 cientistas e outras 100.000 pessoas, além de consumir US$2bilhões em moeda da época. Como resultado deste enorme investimento no ano de 1945, tivemos o lançamento das duas bombas atômicas, "Little Boy" e "Fat Man", nas cidades de Hiroshima e Nagasaki no Japão, que resultou em quase 200.000 mortes.

fat+man.little+boy.jpg

[editar] Bomba de fissão

A bomba de fissão utiliza como combustível, normalmente urânio-235 ou plutônio-239. Aliás o fato de se detonar duas bombas no Japão, foi para se testar estes dois combustíveis, Little Boy com urânio-235 e Fat Men com plutônio-239.

. fb2b5f9e8b59f07526c757ca8d784ee6.png . Típica reação de fissão


Para construir uma bomba de fissão é necessário material físsil com alto índice de pureza, acima de 90%, o que torna necessário o enriquecimento do material. No caso do minério de urânio, ele apresenta menos de 0,7% de urânio-235. Esse processo de enriquecimento envolve alta tecnologia e é um processo caro. Design2.jpg Esquema de uma bomba de urânio

No caso nas bombas de plutônio, não é necessário,e nem possível, o enriquecimento já que o elemento é artificial, mas este é obtido por um processo de transmutação do urânio-238 (o mais abundante na natureza), bem mais barato atualmente e pode ser obtito atravez do lixo de usinas nucleares.

[editar] Bomba de fusão

Conhecida também como bomba de hidrogênio, já que o material utilizado é o hidrogênio.

Reacao_de_Fusao.gif

Temos acima o esquema típico de uma reação de fusão.

Além da diferença no tipo de reação, as bombas de fusão são muito mais poderosas,enquanto as bombas de fissão liberam entre 10 a 100kton de energia, uma bomba de fusão chegaram até a 50.000kton (50Mton).

castle_bravo_blast.jpg

[editar] Usinas Nucleares

Uma Usina Nuclear é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor. Este calor é empregado por um ciclo termodinâmico convencional para mover um alternador e produzir energia elétrica. As centrais nucleares apresentam um ou mais reatores, que são compartimentos impermeáveis à radiação, em cujo interior estão colocados barras ou outras configurações geométricas de minerais com algum elemento radioativo (em geral o urânio). No processo de decomposição radioativa, se estabelece uma reação em cadeia que é sustentada e moderada mediante o uso de elementos auxiliares, dependendo do tipo de tecnologia empregada. Ela é uma fonte energética que gera muitas opiniões. Há os que defendem por ser uma energia limpa, isto é, na produção de energia não ocorre emissão de gases na atmosfera, porém há a produção de lixo radioativo e o risco de acidentes nucleares.

[editar] Acidentes Nucleares

[editar] Chernobyl

O mais famoso deles, e também o de consequências mais catastróficas, Cherbobyl, ocorreu na Ucrânia em 1986, e ocorreu após o reator 4 da usina entrar em chamas após novos testes no sistema, que desencadeou uma sequência de explosões que aumentaram o nível de radiação à 16 mil vezes o aceitável e 400 vezes o poderio nuclear da bombas de Hiroshima e Nagasaki. Essas explosões geraram uma nuvel radiotiva que atingiu quase todo leste europeu e parte do reino unido. De imediato, 30 operádio da usina morreram, bombeiros, ajudantes, voluntários morreram meses depois por contaminação. Foi necessário uma evacuação em um rio de 30 kilometros ao redor da usina. A contaminação foi tão grande, que, gerações nascidas após o acidente, ainda foram afetadas por anomalias causados pelos efeitos nucleares. Hoje, vazia, a cidade ainda se recupera do efeito da radiação,é possível ver os primeiros sinais de vida no local, como plantas e animais.

[editar] Goiânia

Meados de setembro de 1987, uma cápsula de césio abandonada no Instituto Goiano de Radioterapia foi recolhida por dois catadores. A peça foi rompida a marretadas e vendida a um ferro-velho. Atraídos pelo brilho azul do material, moradores de Goiânia levaram pedaços da peça para casa. O desmantelamento por catadores de papel de parte de um aparelho de radioterapia contendo uma cápsula de césio 137 dava início em Goiânia ao maior desastre radiológico do planeta. A radiação provocou a morte de quatro pessoas - ao menos outras 16 tiveram lesões corporais. Toda a cidade foi atingida pela dor, o medo, a discriminação. A cápsula do césio possuía 3 cm de comprimento e 90 gramas de massa. Os envolvidos no acidente, por ignorarem a periculosidade do conteúdo, distribuíram suas partes e porções do pó radioativo entre várias pessoas e locais da cidade, abrangendo área superior a 2.000 m², localizada no centro de Goiânia. A descontaminação produziu aproximadamente dez toneladas de lixo contaminado. São roupas, móveis, animais, árvores, restos de solo, paredes de casas e partes da pavimentação de ruas contaminados que estão enterrados e protegidos por paredes de 40 cm de espessura. Cerca de 6.000 toneladas de lixo radioativo estão no depósito de Abadia de Goiás

goiania.jpg Depósito dos rejeitos radioativos durante a construção e após seu término.

[editar] Fukushima

Recentemente, vimos um novo acidente nuclear. Ocorrido após um terremoto de grande magnitude que gerou um tsunami(onda gigante) a usina sofreu abalos em sua estrutura que, promoveu o colapso no sistema de refrigeração da usina, causando um vazamento que contaminou o solo e a água na região, que tristemente já estava devastada pelo Tsunami, dificultou ainda mais o contorno da situação. O governo realizou uma evacuação em um raio de 30 quilômetros ao redor da usina e alertou sobre os níveis de radiotividade da água e solo. Ainda em avaliação, o governo está realizando medições contantes nos níveis de radiação em seu território.

fukushima.jpg Usina de Fukushima - Japão

[editar] Aplicações na Área alimentícia

Uma aplicação da energia nuclear utilizada hoje é na produção e conservação de alimentos. A Embrapa, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, efetua pesquisa que tem como objetivo desenvolver plantas e sementes de melhor qualidade, que terão um melhor desempenho no cultivo, dando como resultado, uma melhor produtividade com um custo mais baixo. A nuclear é utilizado para conservar o alimento por um tempo maior, higienizar e combater pragas e bactérias se alteração da composição ou sabor. Segue abaixo imagens comparando alimentos tratados e não tratado por irradiação nuclear:

[editar] Aplicações na Medicina

As aplicações em medicina podem ser divididas em três áreas: a radioterapia, a radiologia diagnóstica e a medicina nuclear. Talvez estas aplicações sejam as mais nobres, e que provavelmente devem trazer grandes contribuições positivas à sociedade.

[editar] Radioterapia

Utiliza a radiação no tratamento de tumores. Quanto mais profundo o tumor, maior será a frequência utilizada. Por exemplo, pode ser usado Raio-X no tratamento de câncer de pele, porém para tratar tumores mais profundo é utilizado uma fonte radioativa de cobalto-60 ou césio-137( semehante a que causou o acidente em Goiânia)

radioterapia.jpg Equipamento usado no tratamento de radioterapia.

[editar] Radiologia Diagnóstica

Embora não seja uma aplicação de radiação nuclear propriamente dita, pois consiste na utilização de um feixe de Raio-X para a obtenção de imagens do corpo, logo é uma radiação da eletrosfera. Porém esta ligado a área de Radiologia na medicina

[editar] Medicina Nuclear

Usa radionuclídeos para diagnóstico, tratamento e estudos de doenças. No caso de diagnóstico, a principal diferença para a Radioogia Diagnóstica esta no tipo de informação obtida, pois nesta se optem informação ligado a anatomia enquanto naquela se verifica o metabolismo e a fisiologia. Atualmente o nucleotídio mais utilizado é o tecnécio-99

[editar] Esterilização por radiação

A radiação ionizante é um método de esterilização que utiliza a baixa temperatura, portanto que pode ser utilizado em materiais termossensíveis.

produtosesterelizados.jpg Exemplos de produtos esterelizados por radiação.

Certos átomos possuem a propriedade de emitirem ondas ou partículas de acordo com a instabilidade de seus núcleos, esta propriedade é chamada de radioatividade. Alguns elementos, como o Rádio e o Urânio, são naturalmente radioativos pois possuem seus núcleos instáveis, outros são produzidos artificialmente, como o Cobalto 60 e Césio 137. A radiação ionizante é quando possui a capacidade de alterar a carga elétrica do material irradiado por deslocamento de elétrons. Para fins de esterilização industrial as fontes de raios beta e gama são as utilizadas. A ação antimicrobiana da radiação ionizante se dá através de alteração da composição molecular das células, modificando seu DNA. As células sofrem perda ou adição de cargas elétricas. Existem fatores ambientais, físicos e alguns compostos que influenciam na resposta celular à radiação aumentando ou diminuindo sua sensibilidade a esta. Há também microrganismos que são mais resistentes à radiação, como os esporos bacterianos; as leveduras e fungos têm resistência considerada média e os gram negativos têm baixa resistência à radiação.

Vantagens

  • Possui alto poder de penetração.
  • Atravessa embalagens de papelão, papel ou plástico.
  • O material que se esteriliza não sofre danos físicos ou outros que podem ocorrer nos demais processos.

Desvantagens

  • Custo elevado.
  • Necessidade de pessoal especializado.
  • Necessidade de controle médico constante para o pessoal que trabalha.
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