Combustível Nuclear

Por Emerson Santiago
Diferentemente de outros materiais utilizados como combustíveis, o combustível nuclear possui como base a fissão (quebra) ou fusão (união) dos núcleos dos átomos de seu material constitutivo, e não a queima. Os elementos mais comuns utilizados como combustível nuclear (no processo de fissão - o de fusão ainda não está completamente desenvolvido) são o Urânio 235 e o Plutônio 238, variedades conhecidas como "enriquecidas", que são bastante raras de se encontrar na natureza (as variedades mais comuns desses materiais não possuem capacidade de realizar a auto-sustentação da fissão em cadeia, ou seja, a repetição, inúmeras vezes daquele mesmo fenômeno, sem necessidade de nova provocação de fissão, impossibilitando geração de energia nuclear).

É justamente pelo fato destes materiais possuírem núcleos mais pesados, no momento em que se encontram em rearranjo através da fissão que podem liberar então, maior energia, por isso, a sua utilização ao invés de outros elementos.

O processo mais utlizado, o de fissão, surge na década de 30, quando os cientistas Otto Hahn e Fritz Strassmann realizaram o pioneiro experimento de fissão do Urânio em elementos mais leves. A verdadeira importância de tal feito seria realçada pela descoberta da possibilidade da auto-sustentação da fissão em cadeia. Na época da Segunda Guerra Mundial, o vislumbre da possibilidade de utilização da energia nuclear para fins armamentistas acelerou as pesquisas, culminando na obtenção prática da auto-sustentação pela primeira vez em 1942, obra de uma equipe chefiada pelo cientista Enrico Fermi, que utilizou-se do isótopo 235 do Urânio, por meio de um reator para atingir a tal auto-saustentação, também denominado estado "crítico". Logo a seguir, começou-se a utilizar também o Plutônio para a geração de combustível nuclear.

Já o processo de fusão nuclear não atingiu o mesmo progresso do processo de fissão. Não se desenvolveu ainda um reator que opere por períodos relevantes ou aproveite de modo satisfatório a energia produzida. Como o princípio por trás da geração de energia nuclear está na energia produzida pelo rearranjo dos núcleos de seus átomos constituintes, o processo de fusão buscou a utilização de materiais com núcleos mais leves, ao contrário do que ocorre na fissão nuclear.

No reator termonuclear, são necessárias a elevada densidade partículas, para que a possibilidade de choques (consequentemente fusões) sejam altas, elevada temperatura do material, convertendo-o em plasma (estado da matéria de alta agitação dos átomos onde os núcleos se desligam dos elétrons, formando uma espécie de pasta superaquecida de prótons, nêutrons e elétrons). Tudo isto, somado a um tempo dilatado de confinamento para a produção de energia nuclear através da fusão.

Bibliografia:
http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm