Reações Nucleares

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Reações nucleares

Reações nucleares tomam inicio quando dois núcleos se movem um em direção ao outro e, apesar da repulsão elétrica, se aproximam o suficiente para que haja interação, mas devem estar um ou o outro em alta velocidade para vencer essa força elétrica entre as partículas, se ocorrer uma redistribuição de núcleons e diz-se que aconteceu uma reação nuclear, muda-se  o elemento.

É fácil entender a partir do próprio nome pois é uma reação que ocorre dentro do átomo, em seu núcleo, desse modo é diz-se que é nuclear, e de fato deve haver uma reação. As reações nucleares são produzidas bombardeando-se um núcleo alvo com um projétil que pode ser algum tipo de partícula ou núcleo pequeno, de modo que a repulsão elétrica não se torne um obstáculo muito grande. As reações que envolvem energias não muito grandes e ocorrem em duas fases. Na primeira fase, o núcleo alvo e o projétil se agrupam, formando o que se chama de núcleo composto num estado altamente excitado. Na segunda fase, o núcleo composto decai por qualquer processo que não viole os princípios de conservação de energia.


Energia do movimento das reações nucleares

Essas reações tem uma característica interessante, produzem prótons e nêutrons com grandes energias cinéticas (energia do movimento). Por outro lado, as partículas alfa de fontes radioativas naturais são efetivas para produzir transformações nucleares apenas em núcleos com números atômicos menores que Z = 19, o potássio,(lembre-se que a partícula alfa é a mais fraca), devido à intensidade da repulsão eletrica entre essas partículas a e os núcleos atômicos alvo. Nêutrons, ao contrário, podem penetrar, em princípio, qualquer núcleo, já que não são repelidos pelos prótons, possuem carga elétrica nula.

Tipos de radiações:

Partículas Alfa (α): É a emissão de um núcleo de hélio, portador de carga positiva ( + 2 ) e 4 unidades de massa atômica, é a mais fraca, para ter uma ideia da penetrabilidade dessa emissão ela não ultrapassa uma folha (de fina espessura) de metal ou de tecido.

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Partículas Beta (β): É a emissão de um elétron de alta energia pelo decaimento ou pósitrons, que são lançados pelo núcleo atômico. Exemplo de penetrabilidade, essa emissão não ultrapassa uma placa (de espessura media) metálica ou madeira densa.

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Radiação Gama (γ): É a emissão eletromagnética que é emitida por elementos radioativos, muito nociva ao ser humano. Um exemplo de penetrabilidade, e que essa emissão só não ultrapassa uma espessa parede de concreto ou de chumbo, a radiação gama tem maior penetrabilidade.

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As Reações artificiais

Os núcleos radioativos artificiais são resultados de reações nucleares, como por exemplo o U-235 muito usado em usinas nucleares. Os elementos transurânicos, em particular, são normalmente produzidos pela captura de nêutrons seguida de decaimento da partícula beta (b).
Agora o que se chama de espalhamento é a reação nuclear em que projétil e partícula liberada são a mesma partícula.

Fissão nuclear

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A fissão é basicamente a divisão do núcleo de um átomo, pelo bombardeamento com nêutrons, em dois núcleos menores com liberação de grande quantidade de energia.
A quantidade de energia armazenada nos núcleos atômicos é incomparavelmente maior que a armazenada nas ligações químicas presentes nas camadas eletrônicas. Só para se ter uma idéia, se todos os núcleos de 1 kg de urânio-235 se desintegrassem por fissão, seria liberada mais de um milhão de vezes a quantidade de energia produzida na combustão de 1 kg de petróleo.

No ano de 1934, o físico Enrico Fermi, descobriu como liberar energia armazenada nos núcleos dos átomos, através da reação de fissão nuclear em cadeia. Depois disso, muitas outras reações foram feitas, a bomba nuclear segue um exemplo de fissão nuclear.

Fusão nuclear

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A fusão nuclear é um processo em que os átomos pequenos como exemplo o hidrogênio. São juntados, criando átomos maiores pela junção como exemplo o trítio H₃, com isso existe a liberação de grande energia. Reações desse tipo ocorrem dentro das estrelas, fornecendo grande energia como resultado.
A fusão nuclear como se acontece nas estrelas é extremamente difícil fazer na Terra, devido a exigência de temperaturas muito elevadas em torno de 300 000 000ºC e de recipientes capazes de suportar essa temperatura e pressão, pois ira juntar os dois átomos pequenos.

Um exemplo de fusão nuclear foi presente nas bombas de hidrogênio, que devem ter de uma bomba atômica como suporte para fornecer a temperatura necessária para a iniciar a fusão do hidrogênio. A bomba atômica é um detonador para a fusão nuclear, a fusão nuclear é uma das  maiores forças existentes do universo, a energia é em torno de 500 megatons, basta imaginar que é um energia colossal.

Apenas por curiosidade a primeira bomba de hidrogênio e explodiu no ano de 1952.