A fusão nuclear é um processo particular na física nuclear em que dois átomos leves se fundem para formar um átomo maior. Este processo é fascinante para o mundo científico porque libera uma grande quantidade de energia.
A fusão nuclear é um tipo de reação que altera a estrutura dos átomos que ocorre no espaço, mas é muito difícil de reproduzir na Terra. Vejamos alguns exemplos:
O sol e as estrelas
Os exemplos mais proeminentes de fusão nuclear na natureza são encontrados nas estrelas, incluindo o nosso Sol. A fusão nuclear é o processo que alimenta as estrelas, liberando enormes quantidades de energia na forma de luz e calor.
O processo de fusão em estrelas envolve principalmente a fusão de hidrogênio em hélio por meio de uma série de reações nucleares.
No núcleo do Sol e outras estrelas semelhantes, as reações de fusão ocorrem principalmente da seguinte forma:
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Fusão próton-próton: Nessa reação, dois núcleos de hidrogênio (prótons) se combinam para formar um núcleo de deutério, liberando um pósitron (antipartícula do elétron) e um neutrino. O deutério então se funde com outro próton para formar um núcleo de hélio-3, liberando um fóton gama.
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Fusão de deutério-hidrogênio: nesta reação, um núcleo de deutério se funde com um núcleo de hidrogênio para formar um núcleo de hélio-3, liberando um fóton gama.
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Fusão de hélio-3-hélio-3: Dois núcleos de hélio-3 se combinam para formar um núcleo de hélio-4 e dois prótons. Essa reação é um dos caminhos para a produção de hélio-4 dentro das estrelas.
Esses processos de fusão liberam uma grande quantidade de energia na forma de radiação eletromagnética (fótons gama) e partículas, que aquecem o núcleo estelar e mantêm a estrela em equilíbrio entre a gravidade que tende a derrubá-la e a pressão gerada pela fusão que a mantém estábulo.
Reatores de pesquisa de fusão nuclear
Na Terra, a fusão nuclear controlada em larga escala para geração de energia ainda não foi alcançada. No entanto, pesquisas e experimentos estão sendo realizados em reatores de fusão para desenvolver tecnologias para aproveitar a fusão como uma fonte de energia limpa e sustentável no futuro.
Alguns dos principais projetos nesse sentido incluem o ITER, o JET (Joint European Torus) e outros reatores de pesquisa.
Atualmente não existe um reator nuclear que use reações de fusão para gerar eletricidade. Todas as usinas nucleares do mundo são equipadas com reatores de fissão.
A bomba H ou bomba termonuclear
A bomba de hidrogênio, também conhecida como bomba H ou bomba de fusão, é um exemplo válido de fusão nuclear. A bomba de hidrogênio é uma das armas nucleares mais poderosas que existem e funciona através do processo de fusão nuclear.
Ao contrário das bombas atômicas tradicionais, que são alimentadas por fissão nuclear (a divisão de núcleos atômicos pesados), a bomba de hidrogênio usa fusão nuclear para liberar sua energia destrutiva. Dentro de uma bomba de hidrogênio, uma reação em cadeia de fissão começa, fornecendo a energia e as condições extremas necessárias para iniciar a fusão.
O principal processo que ocorre em uma bomba de hidrogênio é a fusão dos núcleos de hidrogênio (isótopos deutério e trítio) para formar hélio e liberar uma enorme quantidade de energia na forma de radiação e ondas de choque. Essa liberação maciça de energia é o que causa a característica explosão destrutiva da bomba de hidrogênio.
Até hoje, a bomba de hidrogênio nunca foi lançada sobre nenhum alvo militar ou civil. As duas únicas bombas nucleares lançadas foram as de Hiroshima e Nagasaki projetadas no Projeto Manhattan liderado pelo físico Robert Oppenheimer.
