Fissão nuclear versus fusão nuclear

A fissão nuclear e a fusão nuclear são fenômenos nucleares que liberam grandes quantidades de energia, mas são processos diferentes que produzem produtos diferentes. Aprenda o que são fissão e fusão nuclear e como diferenciá-las.

Ficão nuclear ocorre quando um átomo núcleo se divide em dois ou mais núcleos menores. Esses núcleos menores são chamados de produtos de fissão. As partículas (por exemplo, nêutrons, fótons, partículas alfa) geralmente também são liberadas. Isto é um processo exotérmico liberando a energia cinética dos produtos de fissão e energia sob a forma de radiação gama. A razão pela qual a energia é liberada é porque os produtos de fissão são mais estáveis ​​(menos energéticos) do que o núcleo pai. A fissão pode ser considerada uma forma de transmutação de elemento, pois alterar o número de prótons de um elemento altera essencialmente o elemento de um para outro. A fissão nuclear pode ocorrer naturalmente, como na decadência de isótopos radioativos, ou pode ser forçado a ocorrer em um reator ou arma.

Exemplo de Fissão Nuclear: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀n

Fusão nuclear é um processo em que núcleos atômicos são fundidos para formar núcleos mais pesados. Temperaturas extremamente altas (da ordem de 1,5 x 10⁷° C) pode forçar núcleos juntos, de modo que a força nuclear forte possa uni-los. Grandes quantidades de energia são liberadas quando ocorre a fusão. Pode parecer contra-intuitivo que a energia seja liberada quando os átomos se dividem e quando se fundem. A razão pela qual a energia é liberada pela fusão é que os dois átomos têm mais energia que um único átomo. É necessária muita energia para forçar os prótons a se aproximarem o suficiente para superar a repulsão entre eles, mas em algum momento, a força forte que os liga supera a repulsão elétrica.

Quando os núcleos são mesclados, o excesso de energia é liberado. Como a fissão, a fusão nuclear também pode transmutar um elemento em outro. Por exemplo, núcleos de hidrogênio se fundem em estrelas para formar o elemento hélio. A fusão também é usada para forçar núcleos atômicos para formar os elementos mais recentes da tabela periódica. Enquanto a fusão ocorre na natureza, é nas estrelas, não na Terra. A fusão na Terra ocorre apenas em laboratórios e armas.

As reações que ocorrem ao sol fornecem um exemplo de fusão nuclear:

¹₁H + ²₁H → ³₂Ele

³₂Ele + ³₂Ele → ⁴₂Ele + 2¹₁H

¹₁H + ¹₁H → ²₁H + ⁰₊₁β

Tanto a fissão quanto a fusão liberam enormes quantidades de energia. As reações de fissão e fusão podem ocorrer em bombas nucleares. Então, como você pode diferenciar fissão e fusão?

• A fissão divide os núcleos atômicos em pedaços menores. Os elementos de partida têm um número atômico maior que o dos produtos de fissão. Por exemplo, o urânio pode se separar para produzir estrôncio e krypton.
• A fusão une núcleos atômicos. O elemento formado possui mais nêutrons ou mais prótons do que o material de partida. Por exemplo, hidrogênio e hidrogênio podem se fundir para formar hélio.
• A fissão ocorre naturalmente na Terra. Um exemplo é a fissão espontânea de urânio, o que acontece apenas se houver urânio suficiente em um volume pequeno o suficiente (raramente). A fusão, por outro lado, não ocorre naturalmente na Terra. A fusão ocorre nas estrelas.