O que é uma mudança nuclear?

Um mudança nuclear é o processo pelo qual os núcleos de certos isótopos mudam espontaneamente ou são forçados a mudar para dois ou mais isótopos diferentes.

Os três principais tipos de mudança nuclear da matéria são o decaimento radioativo natural, a fissão nuclear e a fusão nuclear.

Além do nuclear, as outras duas mudanças de matéria são as físicas e químicas. O primeiro não implica qualquer alteração na sua composição química. Se você cortar um pedaço de papel alumínio, ainda é papel alumínio.

Quando ocorre uma alteração química, a composição química das substâncias envolvidas também muda. Por exemplo, a queima de carvão combina-se com oxigênio, formando dióxido de carbono (CO2).

A mudança nuclear e seus principais tipos

Decaimento natural radioativo

Quando um radioisótopo emite partículas alfa ou beta, ocorre uma transmutação de um elemento, isto é, uma mudança de um elemento para outro.

Assim, o isótopo resultante tem um número diferente de prótons do que o isótopo original. Então uma mudança nuclear ocorre. A substância original (isótopo) foi destruída, formando uma nova substância (isótopo).

Neste sentido, os isótopos radioativos naturais estão presentes desde a formação da Terra e são produzidos continuamente por reações nucleares de raios cósmicos com átomos na atmosfera. Essas reações nucleares dão origem aos elementos do universo.

Esses tipos de reações produzem isótopos estáveis ​​e radioativos, muitos dos quais têm uma meia-vida de vários bilhões de anos.

Agora, esses isótopos radioativos não podem ser formados sob condições naturais características do planeta Terra.

Como resultado do decaimento radioativo, sua quantidade e radioatividade vêm diminuindo gradualmente. No entanto, devido a essas meias-vidas longas, sua radioatividade tem sido significativa até agora.

Mudança nuclear por fissão

O núcleo central de um átomo contém prótons e nêutrons. Na fissão, esse núcleo é dividido, seja por decaimento radioativo ou porque é bombardeado por outras partículas subatômicas conhecidas como neutrinos.

As peças resultantes têm menos massa combinada do que o núcleo original. Essa massa perdida se torna energia nuclear.

Desta forma, reações controladas são realizadas em usinas nucleares para liberar energia. A fissão controlada ocorre quando um neutrino muito leve bombardeia o núcleo de um átomo.

Ele quebra, criando dois núcleos menores de tamanho similar. A destruição libera uma quantidade significativa de energia - até 200 vezes a do nêutron que iniciou o procedimento.

Em si, esse tipo de mudança nuclear tem um grande potencial como fonte de energia. No entanto, é uma fonte de múltiplas preocupações, especialmente aquelas relacionadas à segurança e ao meio ambiente.

Mudança nuclear por fusão

Fusão é o processo pelo qual o Sol e outras estrelas geram luz e calor. Neste processo nuclear, a energia é produzida pela quebra de átomos leves. É a reação oposta à fissão, onde os isótopos pesados ​​são divididos.

Na Terra, a fusão nuclear é mais fácil de conseguir combinando dois isótopos de hidrogênio: deutério e trítio.

O hidrogênio, formado por um único próton e um elétron, é o mais leve de todos os elementos. O deutério, freqüentemente chamado de "água pesada", tem um nêutron extra no seu núcleo.

Por sua vez, o trítio tem dois nêutrons adicionais e, portanto, é três vezes mais pesado que o hidrogênio.

Felizmente, o deutério é encontrado na água do mar. Isso significa que haverá combustível para a fusão enquanto houver água no planeta.

Referências

1. Miller, G. T. e Spoolman, S. E. (2015). Ciência Ambiental Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, G. T. e Spoolman, S. E. (2014). Fundamentos em Ecologia. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, M. S. e Peters, E. I. (2012). Química Introdutória: Uma Aprendizagem Ativa. Califórnia: Cengage Learning.
4. Konya, J. e Nagy, N. M. (2012). Nuclear e Radioquímica. Massachusetts: Elsevier
5. Taylor Redd, N. (2012, 19 de setembro). O que é fissão? Em Ciência Viva. Recuperado em 2 de outubro de 2017, de livescience.com.
6. Fusão Nuclear. (s / f) No Centro de Ciência Nuclear e Tecnologia da Informação. Retirado em 02 de outubro de 2017, de nuclearconnect.org.