Tito Peruzzo e Eduardo CantoAutores de Qumica na Abordagem do Cotidiano Editora Moderna

INFORME-SE SOBRE A QUMICAEDIO PARA PROFESSORES

Por que tanto a fisso quantoa fuso nucleares podem ocorrer?

A Equao de Einstein ajuda a esclarecer essa questo,pois possibilita o clculo da energia de ligao por ncleon.

Nmero 11Nmero 11Nmero 11Nmero 11Nmero 11

Massa atmica v. 1, unidade I, e vu, cap. 13 Reaes nucleares v. 2, unidade K, e vu, cap. 24

Qumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do Cotidiano, 3 volumes, 5, 3 volumes, 5, 3 volumes, 5, 3 volumes, 5, 3 volumes, 5aaaaa edio. edio. edio. edio. edio.Qumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do CotidianoQumica na Abordagem do Cotidiano, volume nico, 3, volume nico, 3, volume nico, 3, volume nico, 3, volume nico, 3aaaaa edio. edio. edio. edio. edio.

E isso tem a ver com...

A fisso nuclear a quebra de ncleos grandesem ncleos menores e mais estveis. A fusonuclear a reunio de ncleos menores em ncleosmaiores e mais estveis. Isso no parece paradoxal?

Para esclarecer, consideremos o ncleo de 42He.Somando a massa de dois nutrons (2 . 1,00866 u)e de dois prtons (2 . 1,00728 u) chegamos ao valorde 4,03188 u. Mas a massa experimental de umncleo de 42He 4,00150 u.

Ento, o ncleo de 42He tem massa menor queseus constituintes isolados. Isto uma regra geral:um ncleo atmico sempre tem massa inferior dos seus ncleons (prtons e nutrons) isolados. Adiferena denominada defeito de massa. No casodo 42He, o defeito de massa de 0,03038 u.

A Equao de Einstein, E = mc2 (em que c avelocidade da luz no vcuo, 2,9979 . 108 m/s), enunciaa equivalncia entre massa (m) e energia (E).Convertendo 0,03038 u para kg (Sistema Interna-cional) e substituindo na equao, chegamos aE = 4,533 . 1012 J. Isso significa que a fragmentaode um ncleo de 42He em seus ncleons isoladosabsorve 4,533 . 1012 J. Alternativamente, na forma-o de um ncleo de 42He a partir de ncleons ini-cialmente isolados h liberao de 4,533 . 1012 J.Tal valor a energia de ligao do ncleo de 42He.

Dividindo a energia de ligao pelo nmerode massa (total de ncleons) obtemos a energia deligao por ncleon. Veja alguns exemplos:

ncleo defeito de energia de energia demassa (u) ligao (J) ligao por

ncleon (J)42He 0,03038 4,53 . 10

12 1,13 . 10125266Fe 0,52846 7,90 . 10

11 1,41 . 101223

982U 1,93420 2,89 . 10

10 1,21 . 1012

Observe o grfico. De modo geral, a energiade ligao por ncleon pequena para ncleos

pequenos, cresce at um valor mximo por voltade A = 60 e decresce medida que A aumenta almdisso. (1 MeV = 1 megaeltron-volt = 1,6 . 1013 J)

Assim, a fuso propicia que ncleos pequenosse unam em um novo ncleo mais estvel. E a fissopermite que ncleos grandes se fragmentem, o quetambm conduz a ncleos mais estveis. Osnucldeos com maior de estabilidade nuclear (cercade 8,8 MeV) so de ferro e nquel, elementosbastante abundantes em meteoritos e em planetasrochosos, como o caso da Terra.

2

010

Fran

cisc

o (T

ito) M

iraga

ia P

eruz

zo e

Ed

uard

o Le

ite d

o C

anto

(ww

w.p

rofe

ssor

cant

o.co

m.b

r)

Ven

da

pro

ibid

a

5

.MERODEMASSA

%NERGIADELIGAOPORNCLEON-E6

!U0R

$Y

#D.I&E

#L

.E"E

(

(E

"I

&53/

&)33/

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /Unknown

/Description >>> setdistillerparams> setpagedevice