O que é fusão nuclear?
O processo de fusão nuclear acontece por meio da junção de núcleos pequenos e assim formam núcleos maiores, mais pesados e também mais estáveis. Esse processo promove a liberação de uma grande quantidade de energia.
No entanto, para ocorrência da fusão nuclear é preciso uma temperatura extremamente elevada, numa ordem de cerca de 10 milhões de graus Celsius.
Em geral, a fusão é facilitada utilizando-se núcleos pequenos já que é necessário a colisão dos núcleos e a junção deles. O uso de núcleos menores diminui a repulsão das cargas positivas, mas a energia cinética continua elevada e por isso, para que a colisão seja efetiva, o processo deve acontecer a temperaturas elevadas.
Fusão nuclear e o sol
A fusão nuclear é um processo que acontece naturalmente no Sol, mas não ocorre naturalmente na Terra. O Sol é composto por uma grande quantidade de hidrogênio e possui temperatura suficiente para que a fusão nuclear dos átomos de hidrogênio aconteça. A energia liberada é percebida na forma de luz e calor. Uma dessas reações é a mostrada a seguir:
12H + 13H → 24He + 01n + energia
Por conta da elevada temperatura, os átomos de deutério (H2) e trítio (H3) que são isótopos de hidrogênio se unem formando núcleos de hélio (He).
A massa do átomo de hélio é maior que a dos átomos de hidrogênio que o formam, mas a massa não é exatamente o dobro. Isso porque parte da matéria é convertida em energia.
A partir dessa reação são liberados cerca de 3×108 kJ/ g de energia. A energia liberada na reação de fusão é uma energia bem maior do que a obtida no processo de fissão nuclear. Essa transformação da matéria em energia foi prevista pelo físico Albert Einstein por meio da equação:
E = m.c2
Aplicações da fusão nuclear
Uma das possibilidades de uso da reação de fusão nuclear é o reaproveitamento da energia gerada em usinas nucleares para a produção de energia elétrica. Esse reaproveitamento seria vantajoso, pois o hidrogênio consegue ser obtido por meio da água do mar. O rendimento da reação de fusão é alto, além do lixo produzido no processo ser menos perigoso do que o gerado processo de fissão nuclear, uma vez que, o único nuclídeo radioativo gerado no processo é o trítio, 13H.
Infelizmente, ainda não foram desenvolvidas tecnologias capazes de utilizarem a energia gerada na fusão de modo controlado para esse aproveitamento.
Outra aplicação relacionada a reação de fusão é a bomba de hidrogênio. Essa utilização bélica se baseia na reação nuclear de modo não controlado. Para que o processo ocorra precisa-se de uma elevada temperatura que é obtida por meio da explosão de uma bomba atômica que acaba funcionando como um detonador da bomba de hidrogênio.
Para que se possa entender melhor, as bombas atômicas lançadas em Hiroshima e Nagasaki acontecem por meio da reação de fissão nuclear, no entanto, o poder destrutivo da bomba de hidrogênio é muito maior. Estima-se que o poder de destruição seja equivalente a 1 milhão de toneladas de TNT. A primeira bomba H foi explodida em 1953 no atol de Bikini pelos norte-americanos. Felizmente, nenhuma bomba H foi utilizada em guerras.
Qual é a diferença entre fusão e fissão nuclear?
A fissão nuclear é o processo de divisão ou “quebra” de um átomo mais pesado em outros mais leves que o inicial. Já o processo de fusão acontece quando dois elementos se chocam para formar um novo elemento mais pesado do que os átomos iniciais.
Enquanto a fissão nuclear libera energia em torno de 8.107 kJ/g, o processo de fusão libera 3.108 kJ/g e por isso, a fusão é um processo mais violento e não pode ser controlado.
