Fissão Nuclear

Fissão Nuclear – Química

A fissão nuclear é uma reação nuclear em que um núcleo atômico pesado, ao ser atingido por um nêutron, se divide em dois ou mais núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia. Esse processo é a base para a geração de energia em usinas nucleares e também está por trás das explosões de bombas atômicas.

Como ocorre a fissão nuclear?

Quando um núcleo pesado, como o urânio-235 (²³⁵U) ou o plutônio-239 (²³⁹Pu), absorve um nêutron, ele fica instável e se divide em núcleos menores chamados de fragmentos de fissão. Além desses fragmentos, são liberados mais nêutrons e uma enorme quantidade de energia na forma de calor e radiação.

Exemplo simplificado da fissão do urânio-235:

²³⁵U + 1n → fragmentos + 2 ou 3 n + energia

Os nêutrons liberados podem atingir outros núcleos, causando novas fissões — esse fenômeno é chamado de reação em cadeia.

Energia liberada na fissão

A fissão nuclear libera uma energia muito maior do que as reações químicas convencionais. A energia vem da conversão de uma pequena quantidade de massa em energia, conforme a famosa equação de Einstein:

E = m · c²

Onde:
E = energia
m = massa perdida
c = velocidade da luz (aproximadamente 3 x 10⁸ m/s)

Mesmo uma pequena perda de massa gera uma enorme quantidade de energia, que é aproveitada para gerar eletricidade nas usinas nucleares.

Usinas nucleares e a fissão

Nas usinas nucleares, a reação em cadeia da fissão é controlada para produzir calor de forma constante. Esse calor é usado para transformar água em vapor, que aciona turbinas geradoras de energia elétrica.

Para controlar a reação, são usados:

• Barras de controle: feitas de materiais que absorvem nêutrons, como o boro, para diminuir a velocidade da reação.
• Moderadores: substâncias como água ou grafite que diminuem a velocidade dos nêutrons, aumentando a probabilidade de fissão controlada.

Vantagens e desvantagens da fissão nuclear

Vantagens

• Produz grande quantidade de energia com pouca matéria-prima.
• Não emite gases poluentes como dióxido de carbono.
• Fonte de energia confiável e constante.

Desvantagens

• Produz resíduos radioativos perigosos, que precisam de armazenamento seguro por milhares de anos.
• Risco de acidentes nucleares, como os de Chernobyl e Fukushima.
• Alto custo de construção e manutenção das usinas.
• Potencial uso para armamentos nucleares.

Fissão x Fusão Nuclear

É importante diferenciar fissão da fusão nuclear, que é a união de núcleos leves, como o do hidrogênio, para formar um núcleo mais pesado, liberando energia. A fusão é a reação que ocorre no Sol e em estrelas, e ainda está em fase experimental para uso energético na Terra.

Resumo final

• A fissão nuclear é a divisão de núcleos atômicos pesados em núcleos menores.
• Libera uma grande quantidade de energia aproveitada nas usinas nucleares.
• É controlada por reações em cadeia, com uso de barras de controle e moderadores.
• Possui vantagens como alta produção de energia e baixa emissão de poluentes, mas também desvantagens, como resíduos radioativos e riscos de acidentes.

Para o ENEM, é importante entender o conceito de fissão, suas aplicações, vantagens, desvantagens e a diferença entre fissão e fusão nuclear, sempre relacionando o tema a questões ambientais e sociais.