quarta-feira, 27 de abril de 2011

Vídeo Explicativo


Vídeo do grupo sobre Fissão e Fusão Nuclear.

O que é Fusão e Fissão Nuclear

Figura representativa do Sol

Fusão Nuclear ocorre juntando dois ou mais núcleos de átomos formando um novo núcleo com maior número atômico. O que ocorre na energia das estrelas, como a irradiada pelo sol é exatamento o processo de fusão, onde são fundidos quatro átomos de hidrogênio que formam um átomo de hélio e uma partícula atômica chamada nêutron. Nesse processo, a massa perdida é convertida em energia, assim sendo responsável pela temperatura ideal para a condição de vida na terra (14.000.000 ºC).

Processo de Fusão Nuclear

Fissão Nuclear é a ação que força a divisão de um átomo para formar outros dois mais leves, liberando energia e um nêutron livre. Para que isso ocorra, são necessárias condições de temperatura e pressão ambientes. Esse método é muito utilizado em usinas nucleares e também foi utilizado em bombas atômicas, mas provavelmente não será mais usado pois é provado que bombas que utilizam o processo de fusão são muito mais potentes que essa. Não é considerada uma alternativa segura de geração de energia, mas pode ser considerada uma maneira prática para países que não possuem outras alternativas de usinas.

Processo de Fissão Nuclear

Bombas Nucleares


As bombas nucleares ou atômicas são armas criadas com extremo poder destrutivo. Para a criação dessas bombas, são utilizadas as técnicas de fissão e de fusão. As bombas de fissão, utilizadas na Segunda Guerra Mundial em Hiroshima e Nagasaki, agem disparando nêutrons contra átomos de urânio ou de plutônio, o que faz com que esses átomos se dividam e ocorra a explosão. Já as bombas de fusão, mais conhecidas como bombas de hidrogênio, foram elaboradas por Edward Teller, físico, e são comprovadamente mais potentes que as bombas de fissão. A bomba funciona com o processo da combinação de núcleos de hélio e hidrogênio, que formam elementos mais pesados que extraem colossais quantidades de energia quando liberados. Atualmente, muitos países tem um acervo nuclear, as chamadas de potências nucleares declaradas são os EUA, Rússia, Reino Unido, França, China, Índia, Paquistão e Israel. A potência de uma bomba nuclear pode ser calculada pela equação de Einstein:


Onde E é a energia liberada, m é a massa da bomba que "some" na explosão e c é a velocidade da luz. Os efeitos de uma ação nuclear podem ser devastadores em cidades inteiras. A explosão libera grande quantidade de radiação e pulso eletromagnético. Em Hiroshima foram mortas cerca de 68 mil pessoas na hora da explosão e 70 mil após alguns anos do ocorrido; e em Nagasaki morreram 38 mil e 35 mil nos dias subsequentes. Além da devastação momentânea, problemas genéticos nas gerações posteriores da dos sobreviventes são causados pela radiação, algo que ocorre até os dias atuais.


Propagação em Hiroshima

Como funcionam os reatores nucleares?

Usina Nuclear em Angra Dos Reis - RJ

Reatores nucleares são criados especialmente para gerar quantidades imensas de energia térmica, que posteriormente produzirão energia elétrica.
Para gerar energia elétrica pelo reator, ocorre um processo de utilização da energia contida no átomo para ferver água. A partir disso, o processo não se difere das outras usinas: o vapor da água gira uma turbina que movimenta o gerador produtor da energia elétrica.

Os reatores de fusão possuem importantes vantagens em relação a outras fontes de energia. Podem ser construídos em qualquer parte do mundo, não dependendo de aspectos naturais da região. Além disso o urânio, que é o principal combustível responsável pela ação das usinas é capaz de em pequenas quantidades gerar muita energia.
Uma das desvantagens desse processo é a alta utilização de materiais radioativos, o que pode ocasionar um desastre nuclear, como o que vem ocorrendo no Japão após os fortes terremotos. Os dejetos da produção, chamados de "lixo nuclear" devem ser armazenados em locais cuidadosamente, pois oferecem riscos que podem durar anos de duração.
A grande diferença da utilização de materiais radioativos nas bombas nucleares e nas usinas é o controle estabelecido na reação de fusão das usinas, algo que não é controlado nas bombas.
Existem reatores de fissão e de fusão nuclear.
O mais utilizado em todo o mundo é o processo por fissão, onde o reator funciona como uma central térmica aquecida pelo urânio, que posteriormente aquece a água.

Fissão nuclear com o átomo de Urânio-235, utilizado no processo.


Os maiores desastres nucleares do mundo

Os desastres que envolvem materiais radioativos podem causar graves consequências para o local afetado. Pode causar a deformação de pessoas que têm contato direto com a radiação ou indireto, como futuras gerações da pessoa afetada. Grandes áreas que entram em contato com o vazamento também se tornam totalmente corrosivas para o ser humano, tendo que ser isoladas por anos, assim como a água, que se torna imprópria para consumo.
Para classificar o grau de gravidade do acidente nuclear foi criada uma escala que varia de 1 a 7 (Escala Internacional de Eventos Nucleares e Radiológicos).
Os critérios avaliados na escala são o impacto de contaminação causado nas pessoas e no meio ambiente; como as barreiras naturais e de controle foram afetadas; e como as medidas de prevenção para evitar acidentes foram comprometidas

Os acidentes nucleares considerados os piores ocorridos no mundo são:
Chernobyl - Ocorrido em abril de 1986 foi considerado o maior desastre nuclear de todos os tempos. O acidente ocorreu na Usina Nuclear de Chernobyl na Ucrânia.
Durante o ocorrido, foi liberada uma nuvem de radioatividade 400 vezes pior que a bomba lançada em Hiroshima, afetando a União Soviética, Europa Oriental, Escandinávia e Reino Unido. As áreas mais afetadas foram Ucrânia, Bielorrússia e Rússia. Atingiu a escala 7 de gravidade, segundo especialistas.

Criança afetada pelo problema genético causado pelo acidente
em Chernobyl

Fukushima - Ocasionado em março 2011 após o terremoto seguido de tsunami, os danos à usina nuclear de Fukushima no Japão, desencadeou um vazamento de materiais radioativos na ilha.
No momento do terremoto, 11 usinas localizadas na região entraram em processo de desligamento. Como parte do procedimento, os reatores precisam ser resfriados, uma vez que a fissão nuclear permanece ocorrendo mesmo após a interrupção na geração da energia. Cerca de uma hora depois do tremor, a usina de Fukushima foi atingida pelo tsunami. O sistema de resfriamento foi avariado e os técnicos japoneses passaram a adotaram medidas alternativas, como a injeção de água do mar nos reatores. Mesmo assim, três explosões se sucederam.
Autoridades japonesas afirmam que os reatores estão sendo preservados apesar do vazamento.
O vazamento já superou oito vezes o limite de segurança e o grau do desastre foi considerado 7, igualando Chernobyl.
Apesar da alta gravidade do acidente, estão sendo tomadas medidas cautelosas pelo governo japonês, que afirma que o acidente terá apenas consequências locais.


Fusão Nuclear a frio, O Retorno: Cientistas encontram novas evidências

Pesquisadores norte-americanos divulgaram resultados de uma pesquisa que oferece novas evidências para a existência das chamadas reações nucleares de baixa energia, mais conhecidas como fusão a frio.

Fusão nuclear "a quente"

A fusão nuclear é a fonte de energia das estrelas. Se domada na Terra, a tecnologia poderá representar uma fonte de energia virtualmente inesgotável e sem poluição. A energia seria gerada a partir do deutério, um isótopo de hidrogênio que pode ser extraído da água do mar.

Atualmente existem dois grandes projetos científicos em andamento tentando produzir a fusão nuclear "a quente" para a geração de eletricidade: o Iter e o Hiper.

Fusão nuclear a frio

A fusão a frio, que seria muito mais barata e simples, veia à tona em 1989, quando Martin Fleishmann e Stanley Pons afirmaram ter verificado a fusão nuclear em um equipamento de mesa, chamado célula eletrolítica. Contudo, outros cientistas não conseguiram reproduzir o experimento e o interesse no assunto declinou rapidamente.

Mas não para Pamela Mosier-Boss e sua equipe. Utilizando o princípio da célula eletrolítica de Fleishmann e Pons ligeiramente modificado, os pesquisadores afirmam ter provas de que a fusão a frio realmente ocorreu.

"Nossa descoberta é muito significativa. Pelo que sabemos, este é o primeiro relato científico da produção de nêutrons de alta energia a partir de um equipamento de reação nuclear de baixa energia," diz Pamela.

Trilhas triplas de nêutrons

Os pesquisadores inseriram um eletrodo feito com uma liga de níquel e ouro em uma solução de cloreto de paládio misturada com "água pesada" - ou deutério - em um processo chamado codeposição.

Quando a célula recebe uma corrente elétrica, dá-se uma reação química que dura poucos segundos. Os cientistas então utilizaram um plástico especial, chamado CR-39, para rastrear e capturar quaisquer partículas de alta energia que pudessem ser emitidas durante a reação, incluindo quaisquer nêutrons emitidos durante a fusão dos átomos de deutério. Um átomo de deutério contém apenas um nêutron e um próton em seu núcleo.

No final do experimento, eles examinaram o plástico sob o microscópio e descobriram padrões de "trilhas triplas", minúsculos aglomerados de buracos adjacentes que parecem originar-se de um único ponto central.

Nêutrons emitidos por fusão

Os pesquisadores afirmam que as trilhas foram feitas por partículas subatômicas liberadas quando os nêutrons se chocaram contra o plástico e que esses nêutrons teriam se originado de reações de fusão nuclear, provavelmente combinando ou fundindo os núcleos de deutério.

"As pessoas sempre perguntaram 'Onde estão os nêutrons'?" diz Pamela. "Se você tiver uma fusão nuclear acontecendo, então você terá que ter nêutrons. Nós agora temos evidências de que há nêutrons presentes nas reações nucleares de baixa energia."

Instrumentos errados

Quando os primeiros experimentos de fusão a frio foram descartados pela comunidade científica, no início dos anos 1990, o principal argumento utilizado foi de que era extremamente difícil utilizar os instrumentos eletrônicos convencionais para detectar o pequeno número de nêutrons produzidos pela reação.

Pode ser que os nêutrons sempre estivessem lá e tudo o que faltava era uma melhor ideia de como detectá-los.

Agora os pesquisadores planejam efetuar novos estudos para descobrir exatamente como sua célula eletrolítica de fusão a frio funciona, um conhecimento que será essencial para eles possam controlar e equipamento e utilizá-lo para fins práticos.


Retirada de : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fusao-nuclear-a-frio-o-retorno&id=010115090324

Notícia - Ruínas atômicas

Edifício do reator nuclear - Huemul

Em uma ilha perdida na Patagônia, escombros enterram o sonho nuclear de um general e um cientista maluco. E hoje, sessenta anos depois, pesquisadores argentinos produzem reatores que seriam o orgulho de Perón.

A lancha avançou com velocidade sobre as ondas no lago Nahuel Huapi. As águas azul-cobalto foram agitadas por um vento gelado, que afastou as nuvens carregadas de chuva. As encostas de Huemul apareceram à frente, no meio da neblina fraca. Neste ponto, a profundidade do lago vai além dos 450 metros. Chegando ao píer, desembarcamos em uma trilha desabitada. Há mais de sessenta anos, essa pequena ilha a dez minutos de bote de San Carlos de Bariloche, na Patagônia argentina, foi protagonista de uma história de espionagem tecnológica que tem todos os ingredientes de um filme do gênero. Um general, um cientista (louco? trapaceiro? gênio incompreendido?) à procura do Santo Graal da fusão nuclear, maquinários gigantes, segredos e mistérios enterrados sob os escombros de edifícios um dia gigantescos.

No início da década de 50, Huemul funcionou, ao menos por três anos, como a sede dos experimentos nucleares do então presidente argentino, o general Juan Domingo Perón. Após o fim da Segunda Guerra, enquanto americanos e russos faziam grandes compras no supermercado dos cientistas nazistas, a Argentina de Perón, o populista admirador de Mussolini e Hitler, tentava conseguir alguma vantagem. Em Bariloche, é fácil encontrar quem saiba algo sobre a história. Mas impossível achar alguém que saiba de tudo. “Em Huemul se faziam experiências estranhas. Era o laboratório atômico de Perón”, diz o taxista. “O chefe era aquele alemán que rodava em um Cadillac branco. À noite, a ilha era iluminada como se fosse de dia e ouvíamos barulhos suspeitos. Tínhamos medo de que tudo pudesse explodir de um momento ao outro”, diz o taxista. O tal alemán era o cientista Ronald Richter. E, na realidade, era austríaco.


EL ALEMÁN
Depois de uma viagem por toda a Europa, Richter chegou a Buenos Aires em agosto de 1948, convidado por outro imigrante, Kurt Tank, este sim alemão, que havia sido engenheiro-chefe da Focke-Wulf Flugzeugbau, empresa germânica que produzia aviões militares e civis durante a Segunda Guerra. Em seu desembarque, Richter foi apresentado a Perón e pode expor suas teorias sobre a fusão nuclear e despertar a ambição do general. Naqueles anos, o presidente queria transformar a Argentina em uma grande potência. E produzir energia atômica barata para concorrer com gigantes mundiais seria um ótimo caminho. A fusão, um processo que libera muito mais energia do que a fissão dos átomos, usada nas bombas que destruíram Hiroshima e Nagasaki, não estava perto de ser usada em um processo controlado de produção de energia. E tão pouco está hoje. Reza a lenda que Perón disse “vá em frente”, sem hesitar, quando Richter pediu para construir seu laboratório maluco. Para abrigá-lo, encontrou, depois de sobrevoar a Argentina de um extremo ao outro, a ilha de Huemul.

Em pouco tempo, Richter coordenou a construção de prédios para laboratórios, de depósitos e de uma central elétrica para fornecer a imensa energia necessária aos experimentos. Comprou maquinários caríssimos — em 1951, adquiriu da Holanda um acelerador de partículas Philips que custou, na época, cerca de um milhão de dólares. Anos depois, Richter contou que Evita, a lendária esposa de Perón, não simpatizava com ele. “Aquela mulher nunca gostou da minha presença, não entendo o porquê.”

Evita Perón visitou Huemul para conhecer uma das mais imponentes estruturas do projeto: o reator atômico, formado por um cilindro de cimento maciço de 12 metros de altura por 12 metros de diâmetro. No livro El Secreto Atomico de Huemul (O Segredo Atômico de Huemul, sem edição no Brasil), único escrito sobre o tema, o físico nuclear argentino Mario Mariscotti conta que o reator era um volume de cimento, pedra britada e areia, com uma câmera cilíndrica interna. “O volume total equivalia a quase 20 mil sacos de cimento. Foram necessárias 72 horas de trabalho ininterrupto para a construção”, disse em seu livro. Quando os andaimes foram retirados, Richter inspecionou a obra e decidiu que se trocassem os tubos de ferro por outros de amianto. Quando os técnicos explicaram que era impossível, o alemán deu de ombros: então o reator deveria ser demolido para construir um novo. Dessa vez, debaixo da terra, escavando dentro da rocha. A confusão geral e todas as consultas técnicas não mudaram a opinião do cientista. No final, Perón deu a ordem de demolição.

Iniciada dessa forma, a aventura tecnoperonista dirigida por Richter se revelou, nos dois anos seguintes, uma montanha-russa de desmandos temperados por anúncios sensacionalistas, denúncias de sabotagem e a inimizade da comunidade científica local antiperonista, que considerava Richter apenas um aventureiro. Em março de 1951, o presidente da Argentina surpreendeu o mundo declarando que reações termonucleares haviam sido obtidas em Huemul: era o anúncio da fusão nuclear controlada para produção de energia.




O laboratório de Richter onde teria acontecido a fusão nuclear. As dinamites usadas pelo exército para explodi-lo danificaram apenas o teto. A sala central, com paredes de cimento de um metro de espessura, manteve-se intacta .


A casa do cientista metralhada pelos militares



BOMBA!
As reações ao anúncio do presidente foram imediatas e céticas. O diretor, à época, do Instituto de Física Teórica da Universidade de Viena, Hans Thirring, equacionou seu ponto de vista. “Há 50% de probabilidade de que Perón tenha acreditado nos delírios de um sonhador, ainda que honesto; 40% de que seja vítima de um enganador; 9% de que Perón e Richter estejam tentando enganar o mundo juntos e 1% de chance de que a fusão nu-clear tenha sido realmente feita.”

Os episódios seguintes da história, longa e complicada, não trazem resposta unívoca ao teorema de Thirring. O fato é que o projeto Huemul terminou dois anos depois, com a chegada da comissão enviada por Perón para atestar os resultados. O jovem físico argentino José Antonio Balseiro foi interrompido em seus estudos na Universidade de Manchester, Inglaterra, para fazer parte da comissão em 1952. Balseiro demonstrou, com dados à mão, que a fusão não tinha acontecido. No final de seu relatório, permitiu-se um aceno de ironia. “Minha experiência sugere que o comportamento de Richter está longe de ser exemplo da excentricidade dos homens da ciência”, dizia. Em poucas palavras, ele não seria mais um cientista louco. Mas apenas um louco.

Os laboratórios de Huemul foram, então, rapidamente desativados antes que Richter tenha podido — ou querido, como defendem seus fãs — revelar os detalhes de seu suposto feito. O alemán isolou-se em uma casa simples em Buenos Aires, onde morreu em 1991. Com o golpe de estado que obrigou Perón a exilar-se, em 1955, a ilha tornou-se símbolo da má administração pública peronista: os investimentos perdidos são estimados em US$ 300 milhões e os prédios serviram ao exército para a prática de explosões.


SONHO NUCLEAR, 2
A vegetação invade o que um dia foi a casa de Richter, com as janelas destruídas por rajadas de metralhadora. O que sobrou do sonho nu-clear em Huemul parece vingança póstuma do alemán. Uma explosão com dinamite destruiu o teto do laboratório onde teria acontecido a fusão nuclear, mas seu coração — uma sala de 30 metros quadrados com paredes de cimento de um metro de espessura — ficou intacto. No meio da sala, como um altar dedicado a uma divindade tecnológica, há um bloco de cimento maciço gravado com séries paralelas de trilhos metálicos. A obra termina em uma escadaria que leva ao ponto mais alto da ilha, um mirante, onde Richter construiu seu escritório.

Daquele local, mais de sessenta anos depois, em dias claros, se pode avistar a torre do reator nuclear do Centro Atômico de Bariloche, do lado oposto do lago. Fundado após o fracasso do projeto de Huemul, em 1955, o centro possui algumas máquinas de Richter: seus laboratórios foram esvaziados antes de serem explodidos e os maquinários transferidos ao novo centro, no continente. No mesmo edifício, fica o Instituto Balseiro, que forma físicos e engenheiros nucleares. Seu primeiro diretor (de quem herdou o nome) foi o cientista argentino que derrotou com dados os supostos avanços nucleares do alemán.

As duas instituições em Bariloche, ligadas à Comissão Nacional de Energia Atômica da Argentina, são, em parte, a fênix da história: nasceram das cinzas de um fracasso tecnológico gigantesco, mas vêm dando resultados brilhantes. A Investigación Aplicada (Invap), instituição pública de pesquisas nucleares e aeroespaciais ligada ao Instituto Balseiro, recentemente ganhou uma licitação de 300 milhões de euros para fabricar um reator nuclear na Holanda. Em 2007, a organização — que atualmente constrói um satélite para a Nasa — já havia exportado um reator para a Austrália. Evidências de que, embora Richter não tenha feito da Argentina uma potência atômica no pós-guerra, o país se desenvolveu na área. “A experiência de Richter não foi inútil. Ele plantou a semente da pesquisa e colocou a Argentina, um país principalmente agrícola, no grupo seleto das nações atômicas”, afirma Mariscotti. De qualquer modo, a imagem do cientista austríaco segue controversa, inclusive para o autor do livro sobre a história. “Se eu não tivesse preparo científico, teria acreditado nele. Richter era habilidoso com as palavras.”



Laboratório na Invap onde os cientistas constroem a estrutura de um satélite sob encomenda da Nasa





Retirado de : http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,ERT220827-17773,00.html

Bibliografia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_nuclear#Efeitos

http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/bomba-hidrogenio.htm


http://www.educacional.com.br/noticiacomentada/050805not01.asp


http://www.infoescola.com/fisica/reatores-nucleares-de-fissao/


http://www.mundoestranho.abril.com.br/ciencia/fusao-fissao-nuclear-469253.shtml


http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/pratica-pedagogica/entenda-acidente-nuclear-japao-621879.shtml


http://pt.wikipedia.org/wiki/Acidente_nuclear_de_Chernobil