Física Nuclear
Tais aplicações tecnológicas intimamente relacionadas ao estudo da Física Nuclear vem revolucionando muitos processos industriais ligados a eficiência energética, explorações astronômicas, etc. Além disso, esse estudo tem também o potencial de promover melhorias à saúde, meio ambiente e agricultura.
Medicina Nuclear
Muitos exames de imagem baseiam-se na Física Nuclear, como ressonâncias magnéticas nucleares, e tomografias computadorizadas. Estes exames propiciam imagens extremamente detalhadas de órgãos e estruturas delicadas sem necessidade de intervenções cirúrgicas e com um nível de segurança relativamente alto.
Estudo da História Terrestre
Indústria
Produção de Energia
Fissão Nuclear
Toda a energia proveniente surge devido a pequena diferença de massa entre o núcleo original e os novos núcleos criados após a colisão. A quantidade exata de energia produzida pode ser calculada através da famosa equação de Albert Einstein: E = mc²
A Fissão Nuclear pode até mesmo ocorrer de forma natural a temperatura e pressão ambientes – como por exemplo nas Minas de Urânio do Gabão, que funcionaram como um reator natural de fissão há pelo menos 2 bilhões de anos atrás.
A energia elétrica gerada por 6 g de urânio (elemento mais usado na fissão), rendem o equivalente ao abastecimento de uma casa com quatro habitantes durante um dia.
Este é o método mais utilizado na produção de energia atômica. Infelizmente não é uma energia limpa, pois gera lixo atômico tóxico, já que quando um átomo de Urânio é dividido, ele pode gerar outros elementos, como o Bário, extremamente tóxico e radioativo e que não pode ser liberado no meio ambiente, exigindo cuidados e armazenamento especial.
A Fissão Nuclear também foi utilizada na fabricação das primeiras bombas nucleares, como as da II Guerra Mundial e atualmente nas de países como a Coréia do Norte.
Fusão Nuclear
Já a Fusão Nuclear é um processo no qual dois ou mais núcleos leves e estáveis colidem pela ação de grandes pressões, velocidades ou altas temperaturas, formando um terceiro mais pesado. Esta reação libera uma quantidade ainda maior de energia e dependendo dos tipos de átomos; um nêutron livre. Essas condições são atingidas, por exemplo, no interior dos núcleos das estrelas como o Sol ou durante reações nucleares induzidas artificialmente, como em ogivas nucleares.
Infelizmente seu uso mais notável se dá na produção de bombas de hidrogênio e que resulta numa explosão centenas ou milhares de vezes mais potente do que uma bomba nuclear que funciona pela Fissão, tais como as de Hiroshima e Nagasaki.
Mas acredita-se que no futuro, servirá, principalmente, para produzir energia de forma mais eficiente e limpa que na Fissão, já que na reação de Fusão com Hidrogênio dois isótopos (átomos de mesmo elemento, mas número diferente de nêutrons) se unem para formar um átomo de Hélio, gás não tóxico e não radioativo.
A energia produzida pelo processo de Fusão Nuclear poderá tornar as outras fontes de geração obsoletas, pois é capaz de produzir grandes quantidades de eletricidade com uma quantidade relativamente pequena de Deutério e Trítio, isótopos pesados de hidrogênio que são relativamente comuns na água dos oceanos.
Além disto, teoricamente os reatores de Fusão Nuclear poderão produzir muito menos resíduos radioativos do que os de Fissão, mitigando os riscos de acidentes como os de Chernobyl ou de Fukushima, usinas que utilizam a Fissão.
Futuro
A transformação do Hidrogênio em Hélio é o processo que mantém o Sol e as estrelas brilhando por bilhões de anos, assim poderíamos dizer "poeticamente" que a construção de um Reator de Fusão Nuclear se assemelha a ideia de guardar “estrelas em uma jarra”.
Em 2018 após anunciar a produção de um plasma superquente no mês de junho, a empresa britânica Tokamak Energy afirmou que a oferta comercial de eletricidade por Fusão Nuclear já poderá se tornar realidade a partir do ano de 2030.
A empresa está confiante após o sucesso do teste que registrou a temperatura mais alta atingida por plasma produzido pelo ser humano: incríveis 15 milhões de graus Celsius (tão quente quanto o centro do Sol), o material foi mantido em um compartimento à vácuo e isolado dentro de poderosos campos magnéticos.
Os cientistas da empresa estão agora se preparando para produzir um plasma ainda mais quente, com cerca de 100 milhões de graus Celsius. Este é o primeiro passo para começar a operar nos níveis de temperatura necessários para a Fusão Nuclear.
Além da promessa de gerar uma quantidade praticamente infinita de energia de forma limpa e eficiente, o campo de atuação mais promissor e revolucionário da Fusão Nuclear seria a das viagens interplanetárias.
Só para se ter uma ideia, enquanto a sonda New Horizons levou nove anos para chegar em Plutão, uma nave de Fusão, com motor de 1 megawatt, poderia fazer a mesma viagem em apenas quatro anos e ter energia sobrando para emitir milhões de bits de dados por segundo.
Com foguetes e naves espaciais equipados com motores de Fusão Nuclear a possibilidade da colonização de outros planetas e quem sabe até outros sistemas solares, estrelas e galáxias, pelos humanos, se tornaria muito mais fácil de ser realizada. Mas este já é um tema para outro tópico.
Fontes de Pesquisa: Brasil Escola, Super Interessante e Revista Galileu
Imagens: PixBay
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Muito bom ! Quando pensamos em Física Nuclear vem a mente somente bomba atômica e usina nuclear, mas realmente é um campo de estudo com aplicações muito mais abrangentes e interessantes do que se imagina. Parabéns pelo texto,
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Muito bom o texto. Bastante clareza e de fácil entendimento, mesmo sendo um tema um pouco difícil para leigos. Parabéns.
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Um campo de estudo fascinante e uma tecnologia com enormes potenciais, mas infelizmente manchado pelo estigma das bombas atômicas, acidentes em usinas e lixo nuclear.
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