www.cursosimbios.com.br

Produção de energia � Projeções indicam que até 2050 o consumo de energia

terá um aumento de 160%.Uma das possíveis opções para solucionar esse problema de produção de energia é a utilização da energia nuclear.Existem dois processos de produção de energia através de reações nucleares: fissão nuclear e fusão nuclear.

Fusão nuclear � Fissão nuclear é um processo de divisão de um núcleo

atômico, em geral de grande massa, em dois núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.

� A fissão é ocasionada pelo bombardeio do núcleo com partículas.

� Durante a fissão ocorre uma diminuição considerada de massa que justifica a grande quantidade de energia liberada. Essa transformação de massa em energia foi prevista e equacionada por Albert Einstein em 1905.

� Uma das fissões mais importantes é a do

� A fissão de 1g de urânio-235 libera uma quantidade energia equivalente a aproximadamente TNT, um dos explosivos mais poderosos que o homem conhece.

� O número médio de nêutrons liberados por cada átomo de 235U que sofre fissão é de 2,4.Esses nêutrons liberados podem provocar a fissão de outros átomos, liberando mais nêutrons e mais energia.

� Se a reação não for controlada ocorrerá a liberação de uma enorme quantidade de energia em um pequeno intervalo de tempo gerando uma violenta explosão.

� Para ocorrer à reação em cadeia é necessária uma massa mínima de urânio-235 denominada de massa crítica. Para o urânio esse valor mínimo é de aproximadamente 1Kg

Bomba atômica

Química

Aluno(a):______________________________________________________

Projeções indicam que até 2050 o consumo de energia terá um aumento de 160%.Uma das possíveis opções para solucionar esse problema de produção de energia é a utilização da energia nuclear.Existem dois processos

reações nucleares:

Fissão nuclear é um processo de divisão de um núcleo atômico, em geral de grande massa, em dois núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.

A fissão é ocasionada pelo bombardeio do núcleo com

Durante a fissão ocorre uma diminuição considerada de massa que justifica a grande quantidade de energia liberada. Essa transformação de massa em energia foi

t Einstein em 1905.

Uma das fissões mais importantes é a do 235U.

libera uma quantidade

energia equivalente a aproximadamente 30.000 Kg de , um dos explosivos mais poderosos que o homem

ons liberados por cada átomo U que sofre fissão é de 2,4.Esses nêutrons liberados

podem provocar a fissão de outros átomos, liberando

Se a reação não for controlada ocorrerá a liberação de gia em um pequeno

intervalo de tempo gerando uma violenta explosão.

Para ocorrer à reação em cadeia é necessária uma massa 235 denominada de massa crítica.

Para o urânio esse valor mínimo é de aproximadamente

� Em 1941 o presidente Roosevelt criou um audacioso projeto denominado de “Projeto Manhattan”, que envolveu grande parte dos EUA na construção da bomba atômica.

� Uma das etapas mais difícil da produção da bomba atômica foi a do enriquecimento do urânio. O urnatural possui 0,7% 235

fissão.

� Em uma bomba atômica o teor de urânioaproximadamente 90%

Enriqueciemnto de urânio� Atualmente o enriquecimento do urânio

processos baseados na diferença das efusão(passagem dos gases através de pequenos orifícios) dos gases 235UF6 e 238UF

Testes nucleares� Linus Pauling ganhou o prêmio Nobel da Paz ,em

1962,por suas objeções declaradas aos testes nucleares.

� Em 1963 vários países assinaram o Tratado de Interdição Parcial de Encomprometendo-se a não testarem armas nucleares na atmosfera, debaixo de água, ou no espaço exterior. O tratado permitia testes subterrâneos.

� Em 1996 foi assinado o Tratado de Interdição Completa de Ensaios Nucleares.

Reatores nucleares� É um dispositivo em que a fissão nuclear ocorre de

forma controlada e o calor liberado no processo é utilizado para produzir energia elétrica. O combustível do reator nuclear pode ser urânio enriquecido (3% de 235U) ou plutônio.

� A fissão é controlada no núcleo do reator por um agente moderador que contêm um material, geralmente grafite ou água pesada, que diminui a velocidade dos nêutrons e barras de controle geralmente feitas de cádmio que absorvem o excesso de nêutrons.

1

Química Prof. Arilson

Aluno(a):______________________________________________________

Em 1941 o presidente Roosevelt criou um audacioso projeto denominado de “Projeto Manhattan”, que envolveu grande parte dos EUA na construção da bomba

Uma das etapas mais difícil da produção da bomba atômica foi a do enriquecimento do urânio. O urânio

235U e 99,3% 238U que não sofre

Em uma bomba atômica o teor de urânio-235 deve ser de aproximadamente 90%

Enriqueciemnto de urânio enriquecimento do urânio é feito por

processos baseados na diferença das velocidades de passagem dos gases através de pequenos orifícios)

UF6 .

stes nucleares

Linus Pauling ganhou o prêmio Nobel da Paz ,em 1962,por suas objeções declaradas aos testes nucleares.

Em 1963 vários países assinaram o Tratado de Interdição Parcial de Ensaios Nucleares,

se a não testarem armas nucleares na atmosfera, debaixo de água, ou no espaço exterior. O tratado permitia testes subterrâneos.

Em 1996 foi assinado o Tratado de Interdição Completa de Ensaios Nucleares.

Reatores nucleares em que a fissão nuclear ocorre de

forma controlada e o calor liberado no processo é utilizado para produzir energia elétrica. O combustível do reator nuclear pode ser urânio enriquecido (3% de

A fissão é controlada no núcleo do reator por um agente moderador que contêm um material, geralmente grafite ou água pesada, que diminui a velocidade dos nêutrons e barras de controle geralmente feitas de cádmio que absorvem o excesso de nêutrons.

www.cursosimbios.com.br

Lixo nuclear � Um dos grandes problemas das usinas nucleares e o

gerenciamento do descarte de resíduos nucleares.

� Esses resíduos são os produtos da fissão do combustível do reator. O maior problema e que muitos dos radioisótopos formados durante a fissão possuem tempos de longos.

� Estudos indicam que seriam necessárias cerca de 20 meiasvidas para se atingir um nível seguro de exposição organismos vivos.

Fusão nuclear � Fusão nuclear é a união de dois núcleos atômicos leves para

formar outro mais pesado, liberando uma grande qude energia.

� Para ocorrer à fusão os núcleos devem possuir uma enorme quantidade de energia para superarem a repulsão que existe entre eles. A fusão dos isótopos do hidrogênio é a mais importante.

� A temperatura mínima para essa reação ocorrer esordem de 40.000.000 K, por isso, essa reação é denominada de termonuclear.

� A quantidade de energia liberada na fusão é maior que na fissão e geralmente não ocorre à formação de produtos radioativos.

� A fusão só é utilizada ,por enquanto, na constrarmas nucleares como a bomba H.

os grandes problemas das usinas nucleares e o gerenciamento do descarte de resíduos nucleares.

Esses resíduos são os produtos da fissão do combustível do reator. O maior problema e que muitos dos radioisótopos formados durante a fissão possuem tempos de meia-vida

Estudos indicam que seriam necessárias cerca de 20 meias-vidas para se atingir um nível seguro de exposição

Fusão nuclear é a união de dois núcleos atômicos leves para formar outro mais pesado, liberando uma grande quantidade

Para ocorrer à fusão os núcleos devem possuir uma enorme quantidade de energia para superarem a repulsão que existe entre eles. A fusão dos isótopos do hidrogênio é a mais

A temperatura mínima para essa reação ocorrer está na ordem de 40.000.000 K, por isso, essa reação é denominada

A quantidade de energia liberada na fusão é maior que na fissão e geralmente não ocorre à formação de produtos

A fusão só é utilizada ,por enquanto, na construção de

� Os maiores problemas para o aproveitamento da fusão nuclear na produção de energia são: a temperatura necessária para iniciar a fusão e a construção de um reator capaz de confinar o meio reacional.

� Os protótipos existentes atualmente de reatores de fusão, pretendem conter o meio reacional da fusão utilizado potentes campos magnéticospor cientistas Russos e ficou conhecido como

� Atualmente existe um grande consreúne a Rússia , EUA , União Européia ,China , Japão e Coréia do Sul que pretende construir um multibilionário reator de fusão nuclear estilo tokamak no sul da França.O projeto é conhecido pela sigla Experimental Internacional).

Medicina

Química� Em química os radioisótopos são utilizados como

traçadores, substâncias que podem ser monitoradas durante um processo devido à emissão de radiação. Os traçadores são utilizados na elucidação dos mecanismos das reações químicas.

� Um importante exemplo dessa utilização foi a descoberta das etapas da fotossíntese realizado pelo cientista Calvin.O pesquisador utilizou CO14(emissor β) para investigar o mecanismo da fotoss

Aplicações na indústria� As emissões radioativas s

imperfeições internas em estrutura de tubos, molas, motores, aviões e navios etc. Consiste em um processo semelhante ao de uma radiografia de raiospermite medir a espessura de placas metálicas. Outra aplicação industrial é a utilização de radioisótopos na localização de vazamentos em tubulações de água.

Agricultura� Na agricultura uma das utilizações da radioatividade é a

utilização de radioisótopos para acompanhar a absorção de fertilizantes nos vegetais.

� A radioatividade também pode ser utilizada para matar os microorganismos presentes no alimento, aumentando dessa forma a sua durabilidade(alimentos irradiados).

Efeitos biológicos da radiação� As radiações mais perigosas para os sistemas biológicos são

as ionizantes.

� Os raios alfa ,beta ,gama ,X e UV radiações ionizantes.

2

Os maiores problemas para o aproveitamento da fusão nuclear na produção de energia são: a temperatura necessária para iniciar a fusão e a construção de um reator capaz de confinar o meio reacional.

Os protótipos existentes atualmente de reatores de fusão, pretendem conter o meio reacional da fusão utilizado

campos magnéticos. Esse projeto foi desenvolvido por cientistas Russos e ficou conhecido como tokamak.

Atualmente existe um grande consórcio internacional que reúne a Rússia , EUA , União Européia ,China , Japão e Coréia do Sul que pretende construir um multibilionário reator de fusão nuclear estilo tokamak no sul da França.O projeto é conhecido pela sigla ITER(Reator Termonuclear

mental Internacional).

Medicina

Química

Em química os radioisótopos são utilizados como , substâncias que podem ser monitoradas durante

um processo devido à emissão de radiação. Os traçadores são utilizados na elucidação dos mecanismos das reações

Um importante exemplo dessa utilização foi a descoberta das etapas da fotossíntese realizado pelo cientista Melvin

.O pesquisador utilizou CO2 marcado com carbono ) para investigar o mecanismo da fotossíntese.

Aplicações na indústria As emissões radioativas são utilizadas para visualizar imperfeições internas em estrutura de tubos, molas, motores, aviões e navios etc. Consiste em um processo semelhante ao de uma radiografia de raios-X, esse processo também permite medir a espessura de placas metálicas. Outra plicação industrial é a utilização de radioisótopos na

localização de vazamentos em tubulações de água.

Agricultura Na agricultura uma das utilizações da radioatividade é a utilização de radioisótopos para acompanhar a absorção de fertilizantes nos vegetais.

oatividade também pode ser utilizada para matar os microorganismos presentes no alimento, aumentando dessa forma a sua durabilidade(alimentos irradiados).

Efeitos biológicos da radiação As radiações mais perigosas para os sistemas biológicos são

raios alfa ,beta ,gama ,X e UV são exemplos de

www.cursosimbios.com.br 3

� As radiações ionizantes removem elétrons das moléculas de água e formam íons H2O

+ muito reativos.

H2O+ + H2O

→ H3O+ + •OH(radical livre)

� Os tecidos mais suscetíveis à radiação são os que se reproduzem rapidamente,como a medula óssea ,os tecidos hematogênicos e os nodos linfáticos.

� Externamente a radiação mais perigosa é a gama.Internamente os raios alfa são especialmente perigosos,pois são altamente ionizantes e desencadeiam lesões biológicas bastante graves.

� A escala mais utilizada para medição de danos biológicos é o Sievert.

� Todo ano absorvemos ,em média,0,0024 Sievert de radiações ionizantes provenientes de fontes naturais.

Acidentes nucleares O acidente de Three-Mile Island

� Em 28 de março de 1979 uma falha no sistema de refrigeração do reator causou a fusão de suas partes internas causando a liberação de radioatividade para atmosfera. Não houve nenhuma morte.

O acidente de Chernobyl(1986) � O superaquecimento de um dos reatores da usina causado

por uma série de procedimentos inadequados de segurança e erros humanos produziu duas explosões que projetaram pedaços do reator para fora provocando uma chuva de detritos radioativos e desencadeando um incêndio que levou dez dias para ser controlado.

� 58 pessoas morreram imediatamente após o acidente e que cerca de quatro mil pessoas adquiriram câncer de tireóide em decorrência do acidente.

� Segundo previsões baseadas em estudos epidemiológicos, no futuro cerca de 10 mil pessoas poderão morrer em virtude de diversos tipos de tumor causados pela exposição à radiação de Chernobyl.

O acidente de Goiânia � Em 13 de setembro de 1987 foi encontrado em Goiânia um

aparelho de radioterapia abandonado que continha uma fonte de cloreto de césio (137CsCl) do Instituto Goiano de Radioterapia. O césio 137 é um beta emissor que se transforma em bário 137 que é um gama emissor.

O acidente de Tokaimura � O acidente aconteceu em 30 de setembro de 1999 em uma

instalação de purificação do Urânio no Japão. Três funcionários da usina colocaram num tanque de ácido alguns quilos (sete vezes mais do que o permitido) de mineral radioativo. Com isso iniciou-se uma reação nuclear em cadeia que matou dois trabalhadores e causou a evacuação de centenas de moradores das proximidades.

O acidente de Fukushima no Japão � Após ter parte de seu território devastado por um terremoto

seguido de tsunami, a usina japonesa de Fukushima teve o

seu sistema de resfriamento avariado e os técnicos japoneses adotaram medidas alternativas, como a injeção de água do mar nos reatores. Mesmo assim, três explosões aconteceram.

www.cursosimbios.com.br 4

www.cursosimbios.com.br 5