Uma mudança nuclear é o processo pelo qual os núcleos de certos isótopos mudam espontaneamente ou são forçados a mudar para dois ou mais isótopos diferentes. Os três principais tipos de mudança nuclear na matéria são o decaimento radioativo natural, a fissão nuclear e a fusão nuclear.
Além da nuclear, as outras duas mudanças na matéria são físicas e químicas. O primeiro não implica nenhuma alteração em sua composição química. Se um pedaço de papel alumínio for cortado, ele ainda será papel alumínio.
Quando ocorre uma alteração química, a composição química das substâncias envolvidas também muda. Por exemplo, o carvão quando queimado combina-se com o oxigênio, formando dióxido de carbono (CO 2 ).
Mudança nuclear e seus principais tipos
Deterioração radioativa natural
Quando um radioisótopo emite partículas alfa ou beta, ocorre uma transmutação de um elemento, ou seja, uma mudança de um elemento para outro.
Assim, o isótopo resultante tem um número diferente de prótons que o isótopo original. Então ocorre uma mudança nuclear. A substância original (isótopo) foi destruída, formando uma nova substância (isótopo). Nesse sentido, isótopos radioativos naturais estão presentes desde a formação da Terra e são continuamente produzidos por reações nucleares de raios cósmicos com átomos na atmosfera. Essas reações nucleares dão origem aos elementos do universo.
Esses tipos de reações produzem isótopos estáveis e radioativos, muitos dos quais com meia-vida de vários bilhões de anos.
Agora, esses isótopos radioativos não podem se formar sob condições naturais características do planeta Terra.
Como resultado da deterioração radioativa, sua quantidade e radioatividade foram diminuindo gradualmente. No entanto, devido a essas meias-vidas longas, sua radioatividade tem sido significativa até o momento.
Mudança nuclear por fissão
O núcleo central de um átomo contém prótons e nêutrons. Na fissão, esse núcleo se divide por decaimento radioativo ou por bombardeio de outras partículas subatômicas conhecidas como neutrinos.
As peças resultantes têm menos massa combinada que o núcleo original. Essa massa perdida é convertida em energia nuclear. Dessa maneira, reações controladas são realizadas em usinas nucleares para liberar energia. A fissão controlada ocorre quando um neutrino muito leve bombardeia o núcleo de um átomo.
Isso quebra, criando dois núcleos menores, de tamanho semelhante. A destruição libera uma quantidade significativa de energia – até 200 vezes a do nêutron que iniciou o procedimento. Em si, esse tipo de mudança nuclear tem um grande potencial como fonte de energia. No entanto, é uma fonte de múltiplas preocupações, especialmente aquelas relacionadas à segurança e ao meio ambiente.
Mudança nuclear por fusão
A fusão é o processo pelo qual o Sol e outras estrelas geram luz e calor. Nesse processo nuclear, a energia é produzida pela quebra de átomos de luz. É a reação oposta à fissão, onde isótopos pesados se dividem. Na Terra, a fusão nuclear é mais fácil de conseguir combinando dois isótopos de hidrogênio: deutério e trítio.
O hidrogênio, composto de um único próton e um elétron, é o mais leve de todos os elementos. O deutério, freqüentemente chamado de “água pesada”, tem um nêutron extra em seu núcleo.
Por sua vez, o trítio possui dois nêutrons adicionais e, portanto, é três vezes mais pesado que o hidrogênio.
Felizmente, o deutério é encontrado na água do mar. Isso significa que haverá combustível para a fusão enquanto houver água no planeta.
Referências
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- Miller, GT e Spoolman, SE (2014). Fundamentos em ecologia. Connecticut: Aprendizado Cengage.
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