_Hinrichs_Kleinback

352 Energia e Meio Ambiente
núcleo. Porém, não existem fontes convenientes de nêutrons na natureza, tendo eles que
ser produzidos por reações nucleares com partículas carregadas, tais como deutério mais
trítio ou hélio mais berílio:
Estudos realizados na década de 1930 utilizaram nêutrons para criar novos produtos
radioativos. Em 1939 foi feita uma descoberta que mudou o mundo. No decorrer do bombardeamento
de urânio com nêutrons de baixa energia (lentos) — com a intenção de produzir
um núcleo mais pesado, uma pequena quantidade de bário, um elemento muito
menos pesado do que o urânio, foi encontrada no produto. Logo se percebeu que uma
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parte do urânio havia sido dividida. A divisão do isótopo de urânio 9 2 U produziu dois
produtos mais leves, bário e criptônio. Esta reação é escrita da seguinte forma:
Energia é liberada neste processo, e é levada pelos produtos. A perda de massa entre
os núcleos produzidos e os reagentes é convertida em energia.
Outra característica importante da reação de fissão é que há emissão de nêutrons
adicionais, que podem ser utilizados para causar a fissão de átomos vizinhos de urânio,
liberando mais nêutrons para causar novas fissões, com liberação de energia, e assim por
diante. Esta "reação em cadeia" supera o problema da baixa probabilidade de rendimento
de outras reações nucleares. Pode-se romper praticamente qualquer núcleo ao bombardeá-lo
com um projétil de energia suficiente, utilizando-se um acelerador. Porém, uma característica
interessante da reação do urânio é que o 2 3 5 U pode ser fissionado pela adição
de nêutrons de energia muito baixa. Isto não ocorre com nenhum outro isótopo de ocorrência
natural.
No Capítulo 13 iremos estudar os detalhes do processo de fissão e como ele pode ser
controlado com o objetivo prático de se produzir energia. No Capítulo 15 estudaremos o
outro lado na interação nuclear forte e discutiremos o uso da fusão para a produção de
energia. Uma vez que ambos os processos estão associados à radiação, estudaremos os
efeitos biológicos da radiação nuclear, e utilizações importantes de radioisótopos no
Capítulo 14.
I. Resumo
Neste capítulo nós vimos que o átomo, ao invés de ser indivisível e imutável, tem uma estrutura
definida e é destrutível. Um modelo simples do átomo consiste de elétrons orbitando
um núcleo carregado positivamente. Este quadro não deve ser levado muito ao pé
da letra, já que alguns dos dogmas da física moderna são bastante diferentes daqueles da
física clássica. Na física moderna, o elétron pode ocupar apenas níveis discretos de energia
no átomo. Dizemos que a energia do elétron é "quantizada". A adição de energia ao átomo
faz com que o elétron salte para um nível de energia mais alto; reciprocamente, quando
um elétron cai para um nível de energia mais baixo, energia é liberada na forma de luz visível,
radiação infravermelha, raios X ou outro tipo de radiação.
O núcleo do átomo responde por mais de 99,9% de sua massa. Um elemento é caracterizado
pelo número de prótons presentes no núcleo (seu número atômico). A massa combinada
de prótons e nêutrons em um núcleo é aproximadamente igual à sua massa
atômica. Núcleos que possuem o mesmo número de prótons, mas um número diferente de
nêutrons, são chamados de "isótopos", e se comportam quimicamente de forma semelhante.
A maior parte dos elementos tem muitos isótopos. A maioria destes isótopos é ins-