Oque é Fusão Nuclear ?

É o processo no qual dois ou mais núcleos atómicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. Quando ocorre com elementos mais leves que o ferro e o níquel (que possuem as maiores forças de coesão nuclear de todos os átomos, sendo portanto mais estáveis) ela geralmente liberta energia, e com elementos mais pesados ela consome. Até hoje início do século XXI, o homem ainda não conseguiu encontrar uma forma de controlar a fusão nuclear como acontece com a fissão.

Três fases da Reação de Fusão Nuclear

1 - O deutério e o trítio são acelerados até uma velocidade que permita o início da reação.

2 - É criado um núcleo instável de He-5.

3 - A ejeção de um nêutron e a expulsão de um núcleo de He-

Fusão No Interior Das Estrelas

O principal tipo de fusão que ocorre no interior das estrelas é o de Hidrogênio em Hélio, onde dois prótons se fundem em uma partícula alfa (um núcleo de hélio), liberando dois pósitrons, dois neutrinos e energia. Mas dentro desse processo ocorrem várias reações individuais, que variam de acordo com a massa da estrela. Para estrelas do tamanho do nosso Sol ou menores, a cadeia próton-próton é a reacção dominante. Em estrelas mais pesadas, predomina o ciclo CNO.

Vale ressaltar que há conservação de energia e, portanto, pode-se calcular a massa dos quatro prótons e o núcleo de hélio, e subtrair a soma das massas das partículas iniciais daquela do produto desta reação nuclear para calcular a massa/energia emitida.

Utilizando a equação E=mc2, pode-se calcular a energia liberada, oriunda da diferença de massa. Uma vez que o valor do "c" é muito grande ( aprox. 3 . 108 m/s ), mesmo uma massa muito pequena corresponde a uma enorme quantidade de energia. É este fato que levou muitos engenheiros e cientistas a iniciar projetos para o desenvolvimento de reatores de fusão para gerar eletricidade (por exemplo, a fusão de poucos cm3 de deutério um isótopo de hidrogênio, produziria uma energia equivalente àquela produzida pela queima de 20 toneladas de carvão).

Fusão Fria

A fusão fria é o nome genérico dado a qualquer reacção nuclear de fusão, produzida a temperaturas e pressões próximas às normais, muito inferiores às necessárias para a produção de reacções termonuclearé (milhões de graus Celsius), utilizando equipamento de relativamente baixo custo e consumo eléctrico para gerá-la.

O experimento de Pons e Fleischmann

Em 23 de março de 1989 os químicos Stanley Pons e Martin Fleischmann, da Universidade de Utah, realizaram uma conferência de imprensa na que anunciaram a produção de fusão fria com a consiguiente libertação de energia. O anúncio foi considerado surpreendente ao ter-se em conta o singelo equipamento necessário para produzir tal reacção: um par de eléctrodos ligados a uma batería e submergidos em um recipiente de água pesada rica em deuterio. O anúncio foi refletido a nível internacional constituindo portadas na maioria dos jornais. Tendo trabalhado Pons e Fleischmann em seu experimento desde o ano 1984, conseguiram fundos do Departamento de Energia dos Estados Unidos, no ano 1988 para uma longa série de experimentos. O termo fusão fria tinha sido anunciado pelo Dr. Paul Palmer, em investigações sobre a possibilidade da produção de reacções de fusão atómica no interior de um núcleo planetario. O termo foi então aplicado ao experimento de Fleischmann e Pons em 1989.

O Sol

O Sol é uma grande bola de energia produzindo-a a todo segundo, há milhões de anos.Essa energia é criada pela fusão nuclear.

A fusão nuclear é quem cria a energia das estrelas e o Sol sendo a maior estrela, logo é a maior fonte de energia do planeta. Vários cientistas de várias partes do mundo fazem estudos e pesquisas sobre ele, a partir dessas pesquisas e estudos eles desejam um dia poder "imitar" o Sol e produzir essa energia tão poderosa que ele tem.

Essa energia, chamada de termonuclear, é limpa(não polui), segura, praticamente inesgotável e economicamente atractiva para a humanidade.

Se ela fosse gerada seria capaz de resolver problemas econômicos e ambientais no nosso planeta, tendo grande impacto na política externa.

National Ignition Facility (NIF)

Em maio de 2009 foi criado nos Estados Unidos, Livermore - Califórnia um Instituto conhecido como Instalação Nacional de Ignição (National Ignition Facility, ou NIF), que tem como objetivo recriar a energia produzida pelas estrelas como o Sol.

A instalação custou 3,5 bilhões de dólares e possui 192 lasers feitos com quase 60 milhas de espelhos, fibra ótica, cristais e amplificadores de luz , esses lasers servem para disparar e assim pulverizar um grão de combustível hidrogênio menor que uma cabeça de fósforo. Comprimidos e aquecidos a temperaturas maiores que aquelas de um núcleo de estrela, os átomos de hidrogênio se fundem em hélio, liberando explosões de energia termonuclear. Para isso é preciso recriar as condições(pressão e temperatura de uma estrela).

Para construir os reatores e desenvolver toda a parte de pesquisa foram necessários 7mil funcionários trabalhando diretamente e 3 mil subcontratados(todos pesquisadores , físicos e cientistas renomados,formando um grande time da física) toda a montagem e pesquisa duraram exatos 12 anos. O reator possui 60.000 pontos de controle, 30 vezes mais que os encontrados num ônibus espacial.Em fevereiro, a NIF disparou seus 192 raios de luz, em sua câmara-alvo, pela primeira vez, a temperatura produzida na câmara-alvo durante a pequena duração do experimento foi equivalente a 500 vezes a energia consumida pelos Estados Unidos.

Porém, não foi possível aumentar sua energia ao ponto de ignição, o ponto de ignição seria a barreira final para a conclusão e sucesso do "experimento" levando a criação de energia.

Prós e Contras em relação ao NIF e suas pesquisa

Prós- Como já foi dito a criação dessa energia termonuclear acabaria com vários problemas econômicos e ambientais.

A energia está presente em nossas vidas o tempo todo principalmente na econômia.

Um país rico e desenvolvido precisa ter fontes de energia em abundância, pois é isso que move as industrias e etc. Podemos ver um forte contraste entre países com energia em abundância (Estados Unidos) e países praticamente sem energia (Haiti).

Com a criação da energia termonuclear seriam cortados vários custos energéticos o que faria com que as pessoas(tanto donos de industrias ou pessoas normais) gastassem menos dinheiro com energia e assim poderiam lucrar mais, sem contar que com esse tipo de energia poderíamos dispensar as energias de combustíveis fósseis por exemplo, que são uma fonte suja e poluem o ambiente enquanto a energia termonuclear é uma fonte limpa que não traria nenhum prejuízo ao meio ambiente.

Contras- Alguns cientistas após a primeira tentativa frustrada do experimento perderam as esperanças, eles dizem que seria praticamente impossível chegar ao tal ponto de ignição, sem contar que os gastos para o experimento e as pesquisas são muito altos e os Estados Unidos atualmente não se encontra em uma situação econômica favorável para gastar tanto dinheiro assim.

Bomba Atômica e Fusão

A possibilidade de criar armas empregando reações de fusão só foram levadas a sério a partir da descoberta da fissão nuclear. Quase imediatamente os físicos em todo mundo se deram conta que as altas temperaturas geradas pelas explosões de fissão poderiam ser usadas como ignitoras de reações de fusão. Tokutaro Hagiwara na Universidade de Kyoto propôs esta idéia num discurso em maio de 1941.

Enquanto trabalhava na pesquisa da bomba atômica, meses depois, em setembro de 1941, Enrico Fermi considerou com Edward Teller se uma reação de fissão poderia dar partida a uma reação de fusão, produzindo deutério. Depois de estudar o caso, Teller concluiu que não era possível e embora se pense que tenha abandonado o assunto, Teller começou a pensar mais profundamente sobre bombas de fusão. A produção de uma bomba de hidrogênio levou a se pensar numa grande fonte de energia que pudesse ser controlada. Mas, otimismo à parte dos cientistas da década de 50, que pensavam na fusão como alternativa definitiva para a fissão, pouco se conseguiu para o uso prático se não fosse necessário dominar os detalhes de todo um novo campo da ciência -a física do plasma. Entender isto, equivale a poder controlar o Sol. A fusão nuclear, tal como ocorre no interior do sol, acontece quando os núcleos de dois átomos se juntam, produzindo energia nesse processo. A fusão nuclear pode produzir energia calorífica 1.750 vezes maior do que a necessária para provocá-la. E a fusão não apresenta os perigos de radiação da fissão.

Em 31.10.1952 os EUA testaram a primeira bomba de hidrogênio, conhecida como "Mike" com potência aproximada de 1.000 vezes superior à bomba de Hiroshima. O atol de Elugelab no Pacífico, sobre o qual foi detonada, desapareceu completamente numa cratera de mais de 500 m de profundidade e mais de 2 km de extensão. Nove meses depois, em agosto de 1953, a URSS testou um dispositivo similar de menor potência.

http://www.youtube.com/watch?v=jWUuKQGei2k&feature=related bomba http://www.youtube.com/watch?v=_WMH8pHqPy8

Conclusão

A Fusão nuclear é um processo grandioso onde há grande liberação de energia.Apesar dos enormes avanços na tecnologia e no entendimento dos fenômenos físicos que ocorrem durante a fusão nuclear, ainda não se tem certeza se o seu potencial poderá ser efetivamente realizado de uma maneira economicamente viável.Existem diversos programas, em diversos países, com um objetivo global de elevar a tecnologia de fusão a um estágio comercialmente aceitável para a geração de energia elétrica por volta de 2040-2050. Talvez, para alguns, a fusão nuclear possa parecer algo muito alheio, porém, é certo que ela influenciaria fortemente o nosso futuro e o futuro da humanidade, pois váriosestudos indicam que nos meados do próximo século a demanda de energia elétrica será muito maior do que é hoje em dia, o que fará com que os combustíveis fósseis fiquem em falta e a poluição do meio ambiente aumente, por isso se o homem puder controlar esse processo de liberação de energia , a fusão nuclear será uma salvação para o nosso mundo já que ela apresenta uma vasta lista de qualidades de segurança ambiental.Não há grande radiotoxicidade e os detritos não apresentam efeitos acumulativos para gerações futuras. Além disso, a fusão não produz mudanças climáticas ou emissões poluidoras da atmosfera. Entretanto, apesar de representar a possibilidade de conquistar uma fonte de energia inesgotável, com muitos benefícios para o nosso meio ambiente, as pesquisas em fusão nuclear não vem sendo suficientemente apoiadas, talvez devido aos enormes avanços de que ainda dependem e ao investimento considerável que essa inciativa representa.

Integrantes e Bibliografia

Caroline Santini
Eduarda Monteagudo
Helena Buchmann
Júlia Mainardi

Bibliografia : http://obeabadafisica.blogspot.com/2010/04/o-sol.html

http://pt.wikilingue.com/es/Fusão_fria

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fissao-e-fusao-nuclear/fusao-nuclear.php

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fusão_nuclear