FUSÃO ATOMICA

SUMÁRIO

1-INTRODUÇÃO 4

2-FUSÃO NUCLEAR 5

2.1-Fissão Nuclear 6

2.2-Processo de Fusão 6

2.3-Fusão em Plasma 8

3-REAÇÃO NUCLEAR 11

4-REATORES NUCLEARES 12

4.1-Tipos de reatores nucleares: 12

4.1.1-Reator Nuclear de Fissão: 13

4.1.2-Reator Nuclear de Fusão: 13

6-TECNOLOGIAS 18

7-CONCLUSÃO 20

8-BIBLIOGRAFIAS 21

 

1-INTRODUÇÃO

As reações nucleares de fusão são aquelas que ocorrem no interior das estrelas, tais como o nosso sol, em que dois núcleos atômicos menores se unem para dar origem a um núcleo atômico maior e mais estável. Esta reação levou ao homem a desenvolver técnicas para armazenamento, geração e distribuição da energia obtida desse processo.

 

2-FUSÃO NUCLEAR

Fusão nuclear é o processo de formação de um núcleo a partir da colisão e posterior junção de dois núcleos menores. Os núcleos que colidem devem ter, inicialmente, uma energia cinética total que lhes permita se aproximar, contra a repulsão coulombiana, o suficiente para que a interação nuclear forte passe a ser efetiva e mais importante. Como a repulsão coulombiana é tanto mais importante quanto maior a carga elétrica dos núcleos em colisão, a fusão nuclear pode ser provocada com mais facilidade entre núcleos com número pequeno de prótons. A energia cinética mínima dos núcleos para que ocorra a fusão pode ser estimada supondo que a interação nuclear se torna efetiva para uni-los quando eles entram em contato. Sendo assim, a energia cinética mínima dos núcleos, supostos esféricos, deve ser igual à energia potencial de repulsão coulombiana entre eles:

O principal tipo de fusão que ocorre no interior das estrelas é o de Hidrogênio em Hélio, onde dois prótons se fundem em uma partícula alfa (um núcleo de hélio), liberando dois pósitrons, dois neutrinos e energia. Mas dentro desse processo ocorrem várias reações individuais, que variam de acordo com a massa da estrela. Até hoje, início do século XXI, ainda não foi encontrada uma forma de controlar a fusão nuclear como acontece com a fissão.

2.1-Fissão Nuclear

É a quebra do núcleo de um átomo instável em dois átomos menores pelo bombardeamento de partículas como nêutrons. Os isótopos formados pela divisão têm massa parecida, no entanto geralmente seguem a proporção de massa de 3 para 2.1/ 2 O processo de fissão é uma reação exotérmica onde há liberação violenta de energia, por isso pode ser comumente observado em usinas nucleares e/ou bombas atômicas. A fissão é considerada uma forma de transmutação nuclear, pois os fragmentos gerados não são do mesmo

elemento do que o isótopo gerador.

2.2-Processo de Fusão

O mecanismo de fusão é quase o inverso do mecanismo de fissão nuclear: núcleos leves e rápidos podem colidir, e fundir para formar núcleos mais pesados, sendo que há também uma quantidade considerável de energia liberada nesse processo. Essa energia está associada à dissipação de calor, depende diretamente das massas dos parceiros envolvidos na reação e tem suas propriedades relacionadas com a matéria nuclear, isto é, para que ocorra a fusão, alguns requisitos devem ser satisfeitos pelos parceiros envolvidos no processo:

• 1) a energia cinética dos núcleos da reação deve ser grande para possibilitar o aumento da probabilidade de penetração na barreira coulombiana; esse processo ocorre em núcleos muito leves, a uma temperatura da ordem de 107K , estando, então, os átomos completamente ionizados, prefigurando um estado de plasma.1

• 2) a densidade de matéria presente nas temperaturas envolvidas na reação de fusão deve ser extremamente alta.

O interior das estrelas, em especial o sol, dispõe de todo cenário propício a esse tipo de reação, a densidade do interior do sol é de cerca de 1000 g/cm3 a uma temperatura de 1,5 x 107K. A Figura representa a reação de fusão de hidrogênio em hélio, que ocorre no interior das estrelas e que esteve presente no início da formação do universo, no nucleossíntese primordial.

Conforme a temperatura, núcleos mais pesados podem ser formados. A maior aplicação da fusão nuclear estaria relacionada à geração de energia elétrica em substituição das usinas de fissão nuclear, só que de uma forma mais limpa e segura.

2.3-Fusão em Plasma

Um plasma se caracteriza por ser um gás altamente ionizado, quase neutro e não se encontrar em equilíbrio térmico. A primeira característica (alta ionização) já foi discutida. A quase neutralidade se refere ao fato de que, embora a carga total num plasma (cargas positivas dos íons mais cargas negativas dos elétrons) seja praticamente nula, existem regiões onde se podem ter acúmulos significativos de cargas formando zonas não neutras. As regiões onde isso ocorre têm dimensões pequenas em comparação com as dimensões totais do plasma. O acúmulo de cargas (positivas ou negativas) vai afetar as colisões entre os íons e elétrons, pois cria pontos de atração e/ou [repulsão e estabelece campos de força]. Deste modo, o movimento de uma partícula se modificará apenas por choques com contato direto, mas poderão ainda sentir os efeitos da presença de partículas distantes através dos campos de força. A quase neutralidade pode ainda gerar movimentos coerentes de um grande número de partículas. Estes movimentos, denominados movimentos coletivos. Nesta situação, surgem forças atrativas que tendem a restaurar a neutralidade, isto é, aproximam as cargas opostas. Isto causa um movimento oscilatório no qual as cargas opostas se aproximam e se afastam. A aplicação de campos externos pode também gerar movimentos coletivos