Fissão nuclear
O núcleo de um átomo pode ser separado. A fissão nuclear significa separar o núcleo dos átomos. Quando isto acontece dá-se uma tremenda reacção química libertando grande quantidade de energia luminosa e calorífica. Quando o núcleo do átomo é separado lentamente, a energia gerada pode ser transformada em energia elétrica. Se a fissão nuclear for brusca dá-se uma explosão criando-se assim a bomba atômica.
| Numa central nuclear os átomos do urânio são separados. Este metal raro é extraído do subsolo através de minas. O urânio é trabalhado e repartido por pequenas balas colocadas num longo varão. O varão está dentro de um reactor que controla a separação atómica e sua reacção. |
As partículas separadas de um átomo vão ao encontro de outros átomos separando-os; gera-se
assim um processo de separação nuclear corrente. Os varões servem para controlar a quantidade de urânio emitida para o reator, de forma a que a separação dos núcleos não atinja grande velocidade.
Se a reação não fosse controlada poderia dar-se uma explosão atômica. No entanto, isto é difícil de acontecer porque numa bomba atômica é necessário juntar durante muito tempo elementos de urânio - 235 ou plutónio em quantidade e forma precisa. Estas condições não estão presentes num reator nuclear.
A reação também gera radiação nuclear sendo mortal para a vida humana. Por este motivo, o reator é isolado com uma espessa camada de betão.
A energia calorífica resultante da separação nuclear pose ser usada para aquecer água e produzir eletricidade. Assim, a energia nuclear é transformada em energia elétrica.
A água quente é canalizada para outra seção onde vai aquecer tubos cheios de água de forma a produzir vapor. O vapor dá potência á turbina que ligada ao gerador cria energia elétrica.
Fusão nuclear
| Outra forma de energia nuclear é a fusão. A fusão significa juntar pequenos núcleos de f orma a constituir um núcleo maior. O sol usa a fusão de átomos de hidrogénio para obter outra espécie química: o hélio. A fusão nuclear liberta luz, calor e radiação. Na figura vêm-se os dois tipos de átomos do hidrogénio: o deutério e o trítio que em combinação formam o hélio e um nêutron extra.  Os cientistas ao longo dos anos tentam controlar a fusão nuclear de forma a produzir energia eléctrica. No entanto, é muito difícil restringi-la num espaço específico. O melhor da fusão nuclear é que a radiação nuclear não é tão mortal como a libertada na separação nuclear. |
A falha do modelo de Rutherford é mostrada pela teoria do electromagnetismo, de que toda partícula com carga elétrica submetida a uma aceleração origina a emissão de uma onda electromagnética.
O elétron em seu movimento orbital está submetido a uma aceleração centrípeta e, portanto, emitirá energia na forma de onda eletromagnética.
Essa emissão, pelo Princípio da conservação da energia, faria com que o elétron perdesse energia cinética e potencial, caindo progressivamente sobre o núcleo, fato que não ocorre na prática.
Esta falha foi corrigida pelo Modelo atômico de Bohr.
Com esta idéia, ele iniciou suas investigações utilizando um composto à base de Urânio. Colocando o composto sobre uma chapa fotográfica, Becquerel exponha-os ao Sol por um período e, então, revelava a chapa. Assim, constatou que este material afetava a chapa de forma similar aos raios X.
Mas as investigações adicionais, de 26 e 27 de fevereiro, foram adiadas por causa do céu nublado de Paris e o Urânio, que Becquerel pretendia expor ao Sol, foi colocado em um envelope que ficou sobre a chapa dentro de uma gaveta. No primeiro dia de março, ele revelou a chapa fotográfica com a expectativa de obter uma imagem fraca e, para sua surpresa, a imagem foi clara e forte. Isto significou que o Urânio emitia radiação sem a necessidade de uma fonte de energia do tipo do Sol. Becquerel havia descoberto a Radioatividade, a espontânea emissão de radiação vinda de um material.
Depois, Becquerel demonstrou que a radiação emitida pelo Urânio compartilhava certas características como os raios X. Porém não era como os raios X, pois podia ser desviado por um campo magnético e, por essa razão, deveria ser composto por partículas carregadas. Por sua descoberta, Becquerel foi laureado, em 1903, com um Prêmio Nobel em Física.
Após a divulgação das estranhas emissão de radiação vinda de alguns materiais, houve um pequeno período de grande interesse por este fenômeno e um intervalo de cinco anos sem maiores estudos. Até que, ao iniciar os estudos para obter seu doutorado, Marie Sklodowska-Curie interessou-se pelo fenômeno observado por Becquerel. A relativa negligência de Becquerel com relação aos raios uma das razões que fizeram Marie Curie decidir estudá-los, além de ser um excelente assunto para ser apresentado como tese de doutorado.Através de seus trabalhos, Marie e Pierre descobriram e divulgaram a radioatividade de determinados materiais. Com esta descoberta muitas pessoas se interessaram pelas pesquisas neste campo. Destre estas pessoas, estava Ernest Rutherford, pupilo de J.J. Thomson.
Em seu primeiro ensaio escrito, Rutherford observou que as substâncias radioativas têm alto peso atômico e sua radioatividade parece ser independente de estados químicos (implicando atividade em altos níveis).Com isto, não estava-se muito longe de responder como a radioatividade estava ligada à composição atômica. O que confundia era o fato de não haver fonte para a emissão desta energia.
Urânio ® Tório ® Rádio ® Radônio ® Polônio ® Chumbo |
O primeiro passo foi dado por seu mentor, Thomson, quando propôs o elétron (1897). Em 1899, ele publicou um ensaio, onde afirmava o fato de que as emisões radioativas são compostas de ,no mínimo, dois tipos diferentes de "raios" (raios beta, que penetram através de grossas barreiras; e os raios alfa, que levavam uma carga bem maior mas não atravessavam nem mesmo uma fina barreira ).
Por suas investigações na desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas, Ernest Rutherford recebeu, em 1908, um prêmio Nobel de Química.
