Química Tito e Canto - Vol. 2 - 5ª Ed. 2009

5 O funcionamento da bomba atômica
Uma bomba atômica contém porções de urânio-235 ou plutônio-239 inferiores à massa crítica,
mas que, no conjunto, perfazem uma massa total superior a ela. No momento da explosão,
um Bomba detonador urânio feito de explosivo comum coloca essas massas em contato, superando a massa
crítica Explosivo
Tubo de e U-235 provocando a reação em cadeia.
convencional
(massa inferior
Bomba à crítica) de urânio
Explosivo
Tubo de U-235
convencional
(massa inferior
à crítica)
Tubo oco
Tubo oco
Cilindro de U-235
(massa inferior
à crítica)
Cilindro de U-235
(massa inferior
à crítica)
O explosivo convencional
detona, enviando o cilindro
de encontro ao tubo
O explosivo convencional
detona, enviando o cilindro
de encontro ao tubo
O cilindro encaixa no tubo
e a massa total passa a ser
superior à massa crítica…
O cilindro encaixa no tubo
e a massa total passa a ser
superior à massa crítica…
… produzindo uma
explosão nuclear
… produzindo uma
explosão nuclear
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Bomba de plutônio
Explosivo
convencional
Bomba de plutônio
Explosivo
convencional
Esfera de Pu-239 (massa
inferior à crítica por causa
do buraco no meio)
O explosivo convencional
detona, comprimindo a
esfera de Pu-239
A esfera “colapsa”
e a massa passa a ser
superior à massa crítica…
… produzindo uma
explosão nuclear
Esfera de Pu-239 (massa
O explosivo convencional A esfera “colapsa”
Fonte
inferior
das
à crítica
figuras:
por causa
C. H. Snyder, The
detona,
Extraordinary
comprimindo
Chemistry
a
of Ordinary
e a massa
Things.
passa a
4.
ser
ed. Nova York,
…
John
produzindo
Wiley, 2003.
uma
p. 74.
do buraco no meio)
esfera de Pu-239
superior à massa crítica… explosão nuclear
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Animação: Fusão nuclear
6 O reator nuclear
Antes mesmo de se construir a primeira bomba atômica, o italiano Enrico
Fermi e sua equipe já haviam construído, em 1942, na Universidade de Chicago,
o primeiro reator nuclear. Esse reator tinha a finalidade de executar em
laboratório a fissão nuclear para que se pudesse compreendê-la melhor, a
fim de aproveitá-la como fonte de energia.
A versão moderna do reator de Fermi são as usinas nucleares, ou termonucleares,
nas quais a fissão nuclear ocorre de modo controlado e a energia
liberada é aproveitada para a produção de energia elétrica.
Os principais componentes de um reator nuclear são:
• material físsil, que pode ser urânio-235 (natural), urânio-233 ou plutônio-239
(artificiais) – esse conjunto das barras de material físsil tem uma massa que
é igual ou superior à crítica;
• fluido trocador de calor;
• moderador (grafite ou água), que serve para diminuir a velocidade dos Enrico Fermi
nêutrons, o que torna a reação possível (nêutrons rápidos não são eficientes
para provocar a fissão);
Nobel de 1938.
(1901-1954), Prêmio
• barras de controle (cádmio ou boro), que absorvem nêutrons e servem para evitar que a
reação saia de controle, superaquecendo o reator.
Os operadores do reator podem cessar completamente a reação em cadeia impulsionando as barras
de controle para o interior do núcleo do reator, onde absorvem os nêutrons. Na operação normal,
a posição das barras é ajustada para que seja produzida a quantidade de calor desejada na fissão.
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