Fissão Nuclear
Em janeiro de 1939, Lise Meitner e Otto Frisch, publicaram um artigo na Nature no qual explicavam a teoria que fundamentava o experimento, relatado por Otto Hahn e Fritz Strassmann, da irradiação de nêutron do urânio. Meitner e Frisch nomearam esse processo como Fissão. Nesse processo descrito por Meitner e Frisch a fissão ocorre quando um núcleo atômico pesado, como o de urânio ou plutônio, é dividido em dois fragmentos de massa aproximadamente igual. O processo é acompanhado pela liberação de grande quantidade de energia.
Um exemplo de fissão nuclear é o bombardeamento do Urânio (U) por um nêutron. O núcleo do U²³⁵ se transforma em um estado excitado de U²³⁶, o novo elemento é instável, e se quebra rapidamente. Essa quebra resulta em dois núcleos mais leves, dois ou três nêutrons e energia.
Voltando a história ainda em 1939, Leó Szilárd e Albert Einstein entregaram uma carta ao presidente norte-americano, Roosevelt sobre a urgência de acelerar as pesquisas sobre fissão nuclear. Destaca-se alguns trechos dessa carta:
“…Nos últimos quatro meses, foi confirmada a possibilidade (graças aos trabalhos de Juliot Curie, na França e os de Fermi e Szilard, na América) que torna possível produzir,em uma grande massa de urânio, uma “reação nuclear em cadeia” capaz de gerar grande quantidade de energia e numerosos elementos com características semelhantes ao raio. Atualmente, temos quase que certeza que poderemos chegar a estes resultados num futuro imediato. Este novo fenômeno poderá permitir a construção de bombas extremamente potentes.”
Então, em 1941, os EUA declararam guerra contra o Japão e a Alemanha e após ler a carta no dia 11 de outubro o presidente Roosevelt montou a “Comissão do Urânio”, com a finalidade de desenvolver pesquisas associadas a problemas de defesa. Dentre os cientistas que participaram da comissão estavam Szilard, Wigner e Teller (o pai da bomba de hidrogênio) e o italiano Fermi. Em dezembro de 1941, um pouco antes da entrada dos Estados Unidos na Guerra e do ataque a Pearl Harbor, ainda não havia sido realizada nenhuma Reação em Cadeia, que é quando os nêutrons liberados da quebra do núcleo de Urânio atingem outros núcleos de Urânio, sucessivamente, liberando muito calor.
Já em 1942 na Universidade de Chicago, um grupo dirigido por Enrico Fermi criou o primeiro reator do mundo a chegar ao estado de auto-sustentação, ou “crítico”. O reator era abastecido com urânio natural. A fissão ocorreu no isótopo do urânio, U²³⁵. Em agosto de 1945 os bombardeios de Hiroshima e Nagasaki selaram o final da 2ª Guerra Mundial, culminando na rendição do Japão.
Além de ser usado em bombas atômicas a fissão nuclear também é usado em Usinas Nucleares na produção de energia. No brasil temos duas usinas nucleares, Angra 1 e Angra 2. A usina nuclear mais famosa do mundo é a de Chernobyl, onde um de seus reatores causou um acidente sem precedentes.
Para finalizar, vale lembrar que a fissão nuclear não segue a lei de teoria da conservação de massa de Antoine Lavoiser, pois parte da massa dos reagentes vai ser transformado em energia. Essa não conservação de massa foi explicada pela equação de Einstein (E=m.c²).
Referências
Brasil. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Apostila Educativa-História da energia nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro, p. 18–26.
Cardoso, E. et.al. Apostila Educativa-Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro, p. 10–13.
Meitner, L., Frisch, O.R. Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction. Nature 143, 239–240 (1939). https://doi.org/10.1038/143239a0
Raul, D., Molina, M. Fissão Nuclear. Disciplina da Universidade de São Paulo. São Paulo, p. 8–18.
Imagem I (Post Instagram)- Cardoso, E. et.al. Apostila Educativa-Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro, p. 10.
Imagem II (Post Instagram)-Disponível em <https://www.gratispng.com>. Acesso em: 17 de ago 2020.
Imagem III (Post Instagram)-Cardoso, E. et.al. Apostila Educativa-Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro, p. 11.
Imagem IV (Post Instagram)-Disponível em <http://www.dynamicscience.com>. Acesso em: 17 de ago 2020.
