Fissão nuclear

A fissão nuclear foi descrita pela primeira vez por uma mulher: Lise Meitmer. Esse fenômeno consiste na divisão de um átomo instável em dois isótopos menores e de massa parecida.

Fissão nuclear é, de maneira breve, o processo da quebra do núcleo de um átomo instável. Ela pode acontecer por meio de um bombardeamento de partículas.

O que é fissão nuclear?

A fissão nuclear consiste em partir o núcleo de um átomo instável em núcleos menores. Dessa maneira, para que isso ocorra, o átomo deve ser bombardeado de partículas, como os nêutrons. Então, a divisão resulta em isótopos com massa parecida. Contudo, geralmente, há uma proporção de massa de 3 para 2. Ou seja, um isótopo fica com 60% da massa, enquanto o outro fica com 40% da massa original do átomo.

A fissão nuclear é um processo que libera muita energia. Ou seja, trata-se de uma reação exotérmica.

Quem descobriu a fissão nuclear?

Em 22 de dezembro de 1938, os físicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann dividiram um núcleo de urânio. Essa foi a primeira vez que a fissão nuclear foi observada. Nesse caso, o átomo de urânio foi dividido em duas partículas de bário.

Otto Hahn, em 1970. Fonte: Wikimedia

Fritz Strassmann. Fonte: Physics Today

O fenômeno foi explicado pela primeira vez pela pesquisadora Lise Meitner, também no ano de 1938. Nessa época, Lise, que era judia, estava exilada na Suécia, devido à perseguição do nazismo.

Lise Meitner, em 1946. Fonte: Wikimedia

Pouco tempo após os trabalhos de Hahn, Strassmann e Meitner, surgiu o projeto Manhattan, liderado por Robert Oppenheimer, nos EUA. Com esse projeto, Oppenheimer, usou a reação para desenvolver a bomba atômica. Dessa forma, a fissão nuclear foi usada como uma arma de um genocídio orquestrado pelos Estados Unidos da América contra duas cidades inocentes no Japão. Isto é, os Estados Unidos assassinaram milhares de japoneses, em Hiroshima e Nagasaki, direta e indiretamente com a bomba atômica.

Após o ataque, Hahn passou a lutar contra o uso de armas atômicas. Então, em 1944, ele recebeu o prêmio Nobel pela observação da fissão nuclear. Lise Meitner não recebeu nenhum reconhecimento pela descrição detalhada do fenômeno.

Onde é utilizada

Por ser uma reação exotérmica, a fissão nuclear, libera muita energia. Dessa maneira, ela pode ter uma vasta aplicação na indústria e na medicina. Veja alguns exemplos:

Energia nuclear

Em usinas nucleares, parte da energia da reação química aquece e evapora água. O vapor liberado move grandes geradores que funcionam a partir da indução eletromagnética. Ou seja, o vapor d’água faz os geradores induzirem eletricidade.

Medicina nuclear

A medicina nuclear usa vários radioisótopos para obter imagens detalhadas. Ou seja, essa área médica usa elementos que possuem o mesmo número de prótons, porém, são instáveis, para observar com detalhes órgãos internos.

Tratamento de tumores

Além dos diagnósticos por imagem, é possível usar a fissão nuclear no tratamento de tumores. Isto é, alguns tratamentos de radioterapia usam esse fenômeno físico para destruir o tumor.

As aplicações da das reações nucleares no cotidiano são extremamente vastas. Além disso, apesar de ter sido usada inicialmente, pelos EUA, para o assassinato em massa, hoje ela ajuda a prolongar a vida de diversas pessoas.

Fissão nuclear X fusão nuclear

A fissão nuclear ocorre quando um núcleo de um átomo pesado se divide em núcleos menores. Além disso, a fusão nuclear é um processo no qual núcleos de átomos leves são unidos. Isso acontece por meio de grandes pressões, velocidades ou temperaturas extremas.

Vídeos sobre fissão nuclear

A fissão nuclear é um fenômeno físico e químico relativamente novo. Assim, para aprofundar ainda mais seus conhecimentos sobre esse assunto e sua história, confira os vídeos abaixo:

Lise Meitner: A criadora da fissão nuclear

As mulheres sempre estiveram presentes em diversos acontecimentos da História da Ciência. Porém, boa parte delas foi apagada ou não recebeu o devido reconhecimento. Isso não foi diferente com Lise Meitner, a pessoa responsável por explicar a fissão nuclear.

Como é uma usina nuclear?

Com o aquecimento global e a busca por energias limpas, a energia nuclear se mostra muito promissora. Por isso, o Manual do Mundo visitou a usina nuclear de Angra, no Rio de Janeiro, para mostrar como se produz energia nuclear.

Bomba atômica e armas nucleares

Como funciona uma bomba nuclear? O canal Nerdologia explica um pouco da história da radiação e conta como a física nuclear serviu de base para uma das maiores armas de destruição em massa já produzidas: a bomba nuclear. Essa arma foi criada pelos Estados Unidos.

A primeira pessoa a observar a radiação de um elemento químico foi Marie Curie. Confira nosso post sobre a equação de Claperyon e saiba mais.

Referências

EISBERG, Robert, RESNICK, Robert. Física Quântica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. Rio de Janeiro: LTC. 1979.
HARTL, Judith. 1938: Otto Hahn descobre a fissão nuclear do urânio. Disponível em: https://www.dw.com/pt-br/1938-otto-hahn-descobre-a-fiss%C3%A3o-nuclear-do-ur%C3%A2nio/a-359236#:~:text=Em%2022%20de%20dezembro%20de,lutar%20contra%20a%20corrida%20nuclear.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Fissão nuclear. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/fissao-nuclear. Acesso em: 18 de April de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [Unisinos]

A origem da energia solar, no Sol, ocorre a partir

a) da combustão de substâncias que contém carbono.
b) da fissão nuclear do hidrogênio
c) da fissão nuclear do urânio
d) da fusão nuclear do hidrogênio
e) da fusão nuclear do urânio

Alternativa correta: D

Assim como a maioria das estrelas do universo, o Sol retira sua energia da fusão nuclear do hidrogênio.

2. [UEL]

Pensem nas crianças
Mudas, telepáticas
Pensem nas meninas
Cegas, inexatas
Pensem nas mulheres
Rotas alteradas
Pensem nas feridas
Como rosas cálidas
Mas, oh, não se esqueçam
Da rosa, da rosa
Da rosa de Hiroshima
A rosa hereditária
A rosa radioativa
Estúpida e inválida
A rosa com cirrose
A anti-rosa atômica
Sem cor, sem perfume
Sem rosa, sem nada

A Rosa de Hiroshima.
Compositores: Vinícius de Moreas, Gerson Conrad, 1973

No texto, estão expressos os horrores causados na população de Hiroshima pela explosão da bomba nuclear. Em relação ao princípio físico de seu funcionamento, assinale a alternativa correta.

a) A bomba de fissão nuclear, conhecida como bomba H, libera energia quando ocorre o processo de fragmentação de núcleos de U238.
b) A bomba de fissão nuclear, conhecida como bomba H, libera energia quando ocorre o processo de fragmentação de núcleos de U235.
c) A bomba de fissão nuclear, conhecida como bomba H, absorve energia quando ocorre o processo de fragmentação de núcleos de U238.
d) A bomba de fusão nuclear, conhecida como bomba A, libera energia quando ocorre o processo de fragmentação de núcleos de U238.
e)A bomba de fissão nuclear, conhecida como bomba H, absorve energia quando ocorre o processo de fragmentação de núcleos de U235.

Alternativa correta: B

As bombas atômicas lançadas pelo exército estadunidense nas cidades de Hiroshima e Nagasaki durante a Segunda Guerra Mundial eram bombas de fissão nuclear. A reação química dessas bombas era uma reação exotérmica, a qual libera energia.
Na cidade de Hiroshima, a bomba Little Boy utilizava urânio 235 (U235). Já em Nagasaki, a bomba Fat Man, usava o Plutônio 239 (Pu239)

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