Energia nuclear é a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos.
Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo.
A energia nuclear está na força que mantém os componentes dos átomos unidos (prótons, elétrons e nêutrons). Quando estes componentes são separados, há uma grande quantidade de energia liberada, que pode ser calculada pela equação de Einstein: E = mc² , onde E é a energia liberada, m a massa total dos átomos participantes da reação, e c a velocidade da luz. Logo nota-se que a energia resultante é muito grande.
A energia nuclear está na força que mantém os componentes dos átomos unidos (prótons, elétrons e nêutrons). Quando estes componentes são separados, há uma grande quantidade de energia liberada, que pode ser calculada pela equação de Einstein: E = mc² , onde E é a energia liberada, m a massa total dos átomos participantes da reação, e c a velocidade da luz. Logo nota-se que a energia resultante é muito grande.
Existem dois tipos de processos capazes de realizar esta transformação: Fissão Nuclear e Fusão Nuclear.
Fissão Nuclear: é o processo no qual um átomo se divide em dois átomos, ou seja, um átomo de um elemento químico (normalmente de peso molecular alto e por isso instável) sofre um choque de um neutron e se "quebra" formando outros novos dois átomos de um elemento químico de menor massa atômica e liberando mais neutrons que continuarão a atingir outros átomos (reação em cadeia); além de liberar uma grande quantidade de energia durante esta fissão ("quebra").
Fig. 01 - Processo de Fissão Nuclear |
Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa (observado por Albert Einstein), segundo a qual durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. Foi descoberta por Hahn, Straßmann e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.
Fig. 02 - Animação do processo de Fissão do Urânio |
Fig. 03 - Fusão de dois isótopos de Hidrogênio (Deutério e Trítio) |
Fusão Nuclear: é o processo inverso da fissão; neste processo dois átomos de elementos químicos leves (massa atômica pequena) se chocam e neste processo se fundem, formando um elemento químico de maior massa atômica além de haver também a liberação de um neutron e grande quantidade de energia (muito mais do que no processo de fissão).
O maior problema deste processo é que até hoje não foi possivel desenvolver uma tecnologia para conter esta reação como ocorre no processo de fissão existente em usinas nucleares.
Fig. 04 - Animação do processo de Fusão Nuclear |
A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica. Em outras aplicações aproveita-se da radiação ionizante emitida.