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Reação nuclear

Referência : Ribeiro, D. (2012), WikiCiências, 3(02):0551
Autor: Daniel Ribeiro
Editor: Jorge Gonçalves

Figura 1 Evolução da energia de ligação média por nucleão com o número de nucleões no núcleo atómico. (Adaptado de [3])
Uma reação nuclear caracteriza-se por ser uma transformação em que ocorrem mudanças no núcleo dos átomos. Ao contrário das reações químicas, que envolvem rearranjos de eletrões, as reações nucleares envolvem alteração do número de nucleões de um átomo, isto é, transformação dos núcleos atómicos. Estas reações podem originar novos isótopos de um átomo (por alteração do número de neutrões) ou, até mesmo, novos elementos (por alteração do número de protões).

Alguns processos nucleares são responsáveis pelo brilho das estrelas mas só em 1920 é que os primeiros processos nucleares foram formalmente estudados, pelo astrónomo Sir Arthur Eddington (1882 – 1944), que propôs modelos estelares que envolviam fusões nucleares. Contudo, só nos anos 30 é que a fusão nuclear foi verificada experimentalmente. Em 1932 a fusão de isótopos de hidrogénio foi conseguida em laboratório e em 1939 o físico nuclear Hans Bethe (1906 – 2005) descreveu os processos de fusão nuclear que ocorrem nas estrelas (nucleossíntese estelar). Em 1938, a fissão nuclear foi, pela primeira vez, observada por Otto Hahn (1879 – 1968) e Fritz Strassmann (1902 – 1980) que dispararam neutrões contra núcleos de urânio com o objetivo de produzir um núcleo mais pesado.[1] Contudo, verificaram a formação de elementos com cerca de metade da massa do urânio. Este facto intrigou os investigadores visto que estava a ser observado um núcleo a partir-se em dois.

Consideremos uma partícula (P) em movimento a embater numa partícula alvo (T) em repouso:
P (partícula projetada) + T (partícula alvo) x (partícula emitida) + R (núcleo residual)

Para este tipo de reações nucleares, desprezando a energia de ligação dos eletrões, podemos estabelecer o seguinte balanço