Piscina de combustível nuclear usado

Uranium - combustível nuclear

Uranium - combustível nuclear

O urânio é o combustível nuclear mais utilizado em reações de fissão nuclear. É um elemento natural que pode ser encontrado na natureza. No entanto, para poder usar urânio em um reator nuclear, deve sofrer algum tratamento.

Para conhecer as peculiaridades que tornam o urânio tão diferente das outras substâncias, devemos primeiro considerar alguma física nuclear básica.

Considerações físicas básicas de urânio

Um átomo de um núcleo e elétrons que cercam esse núcleo. Por sua vez, um núcleo consiste em prótons e nêutrons. Um protão tem uma carga positiva. Um nêutron não tem carga elétrica e é neutro.

As cargas positivas dos prótons tentam empurrar violentamente para fora. O que os impede de separar é um novo tipo de força: uma força de atração imensamente poderosa de curto alcance, atuando indistintamente entre prótons e nêutrons (que deste ponto de vista são todos os nucleons). A força nuclear de curto alcance mantém-os unidos, opondo-se ao efeito repulsivo das cargas positivas nos prótons. Desta forma, os nêutrons atuam como "cimento nuclear". & Quot;.

Características do urânio, um elemento instável

O núcleo de um átomo de urânio contém 92 protões. Nestas condições, a força repulsiva entre os prótons está prestes a superar a força nuclear.

Os átomos do mesmo elemento podem pertencer a diferentes isótopos, dependendo do número de nêutrons que eles contenham.

Se houver 146 neutrons no núcleo do átomo de urânio, está em um estado instável. Esta forma de urânio contendo um total de 238 nucleones (92 prótons e 146 nêutrons) é chamada de urânio-238.

O próximo arranjo mais provável é um núcleo de urânio contendo três neutrons menos: urânio-235. Os átomos com estes núcleos mais leves compõem cerca de 0,7% do urânio de ocorrência natural.

Ambos os casos são o mesmo elemento, urânio, uma vez que possuem 92 prótons. No entanto, eles pertencem a diferentes isótopos porque um tem 238 nêutrons e os outros 235.

O núcleo de urânio-235 já está sob tensão perto da ruptura interna; Um neutro perdido que se aproxima pode quebrar completamente.

Para as reações de fissão nuclear estamos interessados nesta combinação de prótons e nêutrons que está tão próximo da superação da força nuclear. Assim, simplesmente adicionando um nêutron ao átomo explode e se divide, gerando outros nêutrons que podem colidir com outros átomos de urânio que também estão no limite.

Urânio enriquecido e urânio empobrecido

O urânio empobrecido é uma mistura dos mesmos três isótopos de urânio, exceto que tem muito pouco 234U e 235U. É menos radioativo do que o urânio natural.

O urânio enriquecido é outra mistura de isótopos que tem mais de 234U e 235U do que urânio natural. O urânio enriquecido é mais radioativo que o urânio natural.

O urânio natural é usado para fazer urânio enriquecido; O produto excedente é urânio empobrecido.

Aplicações de urânio

O urânio é muito importante na indústria de energia nuclear como combustível nuclear. Especificamente, as raceres nucleares geralmente usam urânio enriquecido. Mesmo assim, existem outras aplicações de urânio empobrecido.

O urânio é quase tão duro como o aço e muito mais denso do que o chumbo. Esta característica torna o urânio empobrecido um elemento ótimo para aplicações como:

  • Contrapeso em rotores de helicóptero e partes de aeronaves
  • Protetor contra radiação ionizante
  • Componente de munição para que possam penetrar mais facilmente nos veículos blindados do inimigo.
  • Blindagem em veículos militares.

 

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Referências

Última revisão: 29 de agosto de 2017