Bomba de fissão nuclear: Como ela funciona?

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Introdução

A utilização da energia nuclear convergiu tanto para fins pacíficos quanto para aplicações militares ao longo das décadas. Recentemente, o filme “Oppeheimer”, de Christopher Nolan, despertou a novamente a curiosidade das pessoas sobre o funcionamento e impactos deste tipo de energia na sociedade. Na trama, acompanhamos a jornada do físico J. Robert Oppenheimer, que trabalha com um grupo de cientistas renomados no projeto Manhattan, em busca do desenvolvimento da bomba atômica de fissão nuclear. Assim, neste filme é possível observar os dilemas éticos e morais que envolvem o planejamento deste tipo de armamento, como também ficamos por dentro do contexto da época do projeto Manhattan. 

Em suma, uma das aplicações mais notórias deste tipo de energia é a bomba de fissão nuclear, pois, ela opera com base nos princípios da fissão nuclear, que seria uma reação de cadeia entre átomos instáveis que, ao ocorrer o decaimento, liberam uma grande quantidade de energia.

Portanto, neste artigo, exploraremos em detalhes como uma bomba de fissão nuclear funciona, compreendendo seus componentes e o processo que desencadeia uma reação em cadeia devastadora.

Bomba de fissão nuclear: Estrutura e Componentes

bomba de fissão nuclear.
Little boy, uma bomba de fissão nuclear que foi lançada em Hiroshima, em 6 de agosto de 1945. Fonte: Grupo Escolar.

Núcleo fissível

O núcleo da bomba de fissão nuclear consiste em material fissível, como urânio-235 (U-235) ou plutônio-239 (Pu-239). Esses átomos têm a propriedade de se dividir em núcleos menores quando atingidos por nêutrons, liberando uma grande quantidade de energia. Desse modo, se um nêutron atinge um átomo, ele se divide em duas partes e libera mais dois nêutrons. Esses, por sua vez, atingem mais dois átomos que liberam mais quatros nêutrons. Cada vez que um átomo se divide, ele libera uma quantidade pequena de energia. A reação em cadeia libera toda energia de uma única vez.

Iniciador

A bomba de fissão requer um iniciador, geralmente feito de explosivos convencionais ou fissíveis. Então, quando detonado, o iniciador cria pressões e temperaturas extremamente altas, necessárias para iniciar a reação de fissão nuclear no núcleo fissível. Sendo assim, após essa reação iniciar, o processo de fissão ocorre espontaneamente, como dito no exemplo acima.

Detonadores e lentes explosivas

Detonadores precisamente projetados e lentes explosivas são usados para comprimir o núcleo fissível a fim de alcançar uma densidade crítica. Isso é fundamental para aumentar a probabilidade de colisões nucleares e, portanto, iniciar uma reação em cadeia controlada.

Você sabia que sem essas lentes explosivas, as colisões nucleares não são garantidas? Portanto, lembre-se que um átomo é composto por mais espaço vazio que matéria, e fazer com que ocorram colisões nessas condições não é algo fácil.

Bomba de fissão nuclear: Processo de Detonação

reação em cadeia de fissão nuclear
Diagrama de fissão nuclear. Fonte: Toda Matéria.

Implosão controlada

As lentes explosivas ao redor do núcleo fissível detonam de forma sincronizada, criando uma onda de choque que comprime o núcleo fissível em uma esfera altamente densa. Dessa maneira, essa compressão aumenta a probabilidade de nêutrons liberados por fissão atingirem outros núcleos e iniciar novas fissões.

Reação em cadeia

Quando um núcleo fissível se divide, libera nêutrons que podem colidir com outros núcleos fissíveis próximos. Sendo assim, esse processo inicia uma reação em cadeia exponencial, onde cada fissão subsequente libera mais nêutrons e energia.

Em suma, essa liberação de energia é o que resulta na explosão característica de uma bomba de fissão nuclear. Para você ter ideia, a energia resultante da divisão de um único núcleo é capaz de fazer um grão de areia dar um pequeno salto. 

Isso até pode parecer pouco, mas imagine quantos átomos de urânio existem na bomba. Para se ter ideia, um grama de urânio 235 possui mais de 1 bilhão vezes1 bilhão de átomos. Contudo, a bomba geralmente comporta dezenas de quilos de urânio.

Bomba de fissão nuclear: Consequências e Impactos

Explosão devastadora de uma Bomba de fissão nuclear

A energia liberada durante a reação em cadeia é imensa, causando uma explosão destrutiva com uma onda de choque intensa, calor intenso e radiação ionizante. Contudo, os efeitos podem causar danos significativos em uma grande área ao redor da explosão. Bombas mais modernas podem devastar várias cidades de uma vez, ou até mesmo estados inteiros. 

Bomba de fissão nuclear e seus Efeitos radioativos

A fissão nuclear produz diversos subprodutos radioativos de meia-vida curta e longa. Isso pode resultar em contaminação radioativa persistente na área da explosão, causando danos à saúde das pessoas e ao meio ambiente. Esses subprodutos gerados na explosão que são prejudiciais à saúde podem ficar na natureza por décadas ou até mesmo centenas de anos. Isso ocorre devido à alta meia vida desses produtos, que demoram muito tempo para decair em elementos com radioatividade segura.

Conclusão

Em suma, desvendamos os segredos por trás do funcionamento de uma bomba de fissão nuclear. No meio de todo esse conhecimento, podemos perceber a complexidade e os desafios éticos que envolvem a exploração dessa tecnologia.

Além disso, lidar com a energia nuclear, seja para fins pacíficos ou militares, não é brincadeira. O filme “Oppeheimer” jogou luz sobre esses dilemas e nos mostrou que, por trás dos avanços científicos, há sempre questões morais que não podem ser esquecidas.

Com efeito, ao explorarmos a estrutura da bomba de fissão, compreendemos como cada componente desempenha um papel crucial para desencadear uma reação em cadeia devastadora. Desde o núcleo fissível até os explosivos precisamente projetados, tudo é meticulosamente planejado para criar a energia explosiva.

O processo de detonação, com a implosão controlada e a reação em cadeia, nos revela o poder incrível contido em cada átomo instável. Pois a liberação dessa energia é capaz de causar estragos inimagináveis, deixando rastros de destruição e radiação nos seus arredores.

Os efeitos devastadores das bombas de fissão nuclear, seja a explosão ou a contaminação radioativa persistente, nos lembram da responsabilidade que carregamos ao lidar com a energia nuclear. Portanto, a exploração deve ser cautelosa, levando em consideração os impactos na sociedade e no meio ambiente.

Todavia, a energia nuclear, apesar de suas aplicações controversas, também oferece possibilidades significativas para o progresso científico e tecnológico. O desafio está em usá-la de maneira responsável, direcionando sua potência para fins construtivos e benéficos para toda a humanidade. Ao compreendermos o funcionamento da bomba de fissão, podemos lembrar da importância de sermos conscientes e informados para construirmos um futuro mais seguro e sustentável.

Até o próximo post!

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