A palavra fissão significa uma cisão, quebra, fragmentação ou divisão. Assim, a fissão nuclear corresponde à partição de um núcleo atômico pesado e instável, originando dois núcleos atômicos médios.
Essa divisão do núcleo é feita por meio do bombardeamento de nêutrons moderados que não possuem carga elétrica e conseguem penetrar no núcleo sem serem repelidos. Além dos novos núcleos atômicos que são produzidos, a fissão também libera nêutrons e uma quantidade enorme de energia.
A descoberta da fissão nuclear ocorreu em 1938 quando o físico Otto Hahn (1879-1968) e colaboradores realizaram o bombardeamento de um núcleo de Urânio-235 (23592U) com nêutrons moderados. Constatou-se a presença de bário-56 (13956Ba) como produto desse bombardeamento. A explicação para esse fato foi dada pela física austríaca Lise Meitner (1878-1968) e também por seu sobrinho, o físico Otto Robert Frisch (1904-1979).
Lise Meitner foi a primeira a usar a expressão “fissão nuclear” para explicar esse fenômeno e constatou que o núcleo do átomo de urânio, que é instável, ao sofrer o bombardeamento com nêutrons moderados, rompe-se praticamente ao meio e origina dois núcleos médios, dois ou três nêutrons e energia. Isso é mostrado pela reação a seguir:
01n + 92235U → 13956Ba + 3695Kr + 2 01n + energia
Veja que o bário-56 está entre os núcleos menores produzidos.
Os nêutrons liberados podem, por sua vez, atingir outros núcleos de urânio, iniciando novamente o processo de fissão que continua se multiplicando de modo espontâneo e rápido. Esse processo é chamado de reação em cadeia.
(1).jpg "Fissão nuclear")
Esquema de fissão nuclear
Para que a reação em cadeia ocorra, é preciso haver uma quantidade suficiente de núcleos do átomo original, que no exemplo que vimos é o do urânio-235, para que os nêutrons possam atingi-los. Se não houver uma massa suficiente, a reação em cadeia não ocorrerá.
A massa mínima necessária da substância físsil que possibilita a ocorrência da reação em cadeia é chamada de massa crítica.
Essa reação em cadeia pode ser realizada de modo controlado ou não controlado. As duas maiores aplicações da fissão nuclear nos mostram isso.
A primeira é o caso da bomba atômica, que é uma reação de fissão nuclear em cadeia de forma não controlada, pois a reação ocorre muito rapidamente, em menos de um segundo. Durante a Segunda Guerra Mundial, em 1945, os Estados Unidos lançaram sobre as cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki as primeiras bombas atômicas, que possuíam potência de 21 quilotons cada uma (1 quilotom = 1000 toneladas de TNT), o que resultou em um total de mais de 100 000 mortos.
O segundo exemplo é o uso da fissão nuclear para a geração de energia em Usinas Nucleares. Esse é um caso de reação em cadeia controlada em que a colossal quantidade de energia liberada na reação é aproveitada como fonte de calor para ferver a água. O vapor gerado faz funcionar uma turbina, produzindo, assim, eletricidade.
Usina nuclear – exemplo de aplicação da reação de fissão nuclear
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
