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By Lucien Silvano Alhanati

  Física

Radioatividade RAD

Fissão e fusão nuclear RAD03

Fusão nuclear RAD0302 

 O que é a fusão nuclear ? RAD030201

A fusão nuclear consiste na junção de pequenos núcleos atômicos formando um núcleo maior e liberando grande quantidade de energia.

Qual é a causa da grande liberação de energia pela fusão nuclear ? RAD030202

Quando ocorre a fusão nuclear a massa dos produtos resultantes é menor que a massa dos produtos anteriores. Esta diferença entre as massas é transformada em energia.

Como pode ser calculada a energia liberada numa fusão nuclear ? RAD030203

Consideremos a fusão:
A  + B  >>>  C + p
Onde  A e B  são os elementos que realizaram a fusão, C é o elemento resultantes da fusão e p é a partícula produzida na fusão.
Seja m1 a massa de A e B, e m2 a massa de C e p
A massa transformada em energia é m = m1 - m2 
A energia liberada é E = m.c2 onde c é a velocidade da luz no vácuo.

Exemplificando:
A energia liberada pela fusão do hidrogênio é aproximadamente 5,9 x 108 kJ / g

Como pode ser obtida a fusão nuclear ? RAD030204

A fusão nuclear só pode ser obtida num ambiente a uma temperatura da ordem de milhões de graus Celsius, como a que ocorre uma explosão de uma bomba atômica.
No Sol ocorre a fusão do hidrogênio produzindo o hélio e a liberação de grande energia que é emitida para todo o Sistema Solar.

Como obter a fusão do hidrogênio ? RAD030205

A fusão dos isótopos do hidrogênio, o deutério 1H2 e o trítio 1H3 é obtida a uma temperatura da ordem de 106 oC dado origem ao hélio 2He4 e a um nêutron.

1H2 + 1H3 >>> 2He4 + 0n1 

O que é a bomba H ? RAD030206

Bomba H ou bomba de hidrogênio é um dispositivo que produz a fusão do hidrogênio em cadeia e de forma descontrolada produzindo uma grande liberação de energia, muito maior que a liberada bomba atômica.

Como é detonada a bomba H ? RAD030207

A fusão do hidrogênio requer temperaturas da ordem de milhões de graus Celsius como as obtidas na fissão nuclear. Consequentemente o detonador de uma bomba H é uma bomba atômica.

É possível a construção de um reator atômico de fusão nuclear ? RAD030208

Teoricamente sim ? As dificuldades são técnicas. Entre muitas dificuldades podemos enumerar duas, como a obtenção, em recinto controlado, de uma temperatura de milhões de graus Celsius e o controle da reação em cadeia da fusão nuclear. 

Quais seriam as principais vantagens do reator à fusão em comparação com o reator à fissão ? RAD030209

Principais vantagens do reator à fusão em comparação com o reator à fissão:
  • O combustível, isto é, o hidrogênio é mais abundante na natureza e pode ser obtido a partir da água do mar por um custo muito menor.
  • O resíduo do reator à fusão ( hélio, trítio e nêutron ) é muito menos impactante ao meio ambiente, apesar do trítio ser radioativo.

Radioatividade