Bomba atômica
Bomba atômica , também chamado bomba atômica , arma com grande poder explosivo que resulta da liberação repentina de energia na divisão, ou fissão, dos núcleos de um elemento pesado como o plutônio ou o urânio.
bomba atômica O primeiro teste de bomba atômica, perto de Alamogordo, Novo México, 16 de julho de 1945. Jack Aeby / Laboratório Nacional de Los Alamos
As propriedades e efeitos das bombas atômicas
Quando um nêutron atinge o núcleo de um átomo do isótopos urânio-235 ou plutônio-239, faz com que o núcleo se divida em dois fragmentos, cada um dos quais é um núcleo com cerca de metade dos prótons e nêutrons do núcleo original. No processo de divisão, grande quantidade de energia térmica, bem como raios gama e dois ou mais nêutrons, é liberado. Sob certas condições, os nêutrons que escapam atacam e assim fissão mais dos núcleos de urânio circundantes, que então emitem mais nêutrons que dividem ainda mais núcleos. Esta série de fissões que se multiplicam rapidamente culmina em um reação em cadeia em que quase todo o material físsil é consumido, gerando no processo a explosão do que se conhece como bomba atômica.
fissão Sequência de eventos na fissão de um núcleo de urânio por um nêutron. Encyclopædia Britannica, Inc.
Observe uma animação de eventos sequenciais na fissão de um núcleo de urânio por um nêutron Sequência de eventos na fissão de um núcleo de urânio por um nêutron. Encyclopædia Britannica, Inc. Veja todos os vídeos para este artigo
Muitos isótopos de urânio podem sofrer fissão, mas o urânio-235, que é encontrado naturalmente na proporção de cerca de uma parte para cada 139 partes do isótopo urânio-238, sofre fissão mais prontamente e emite mais nêutrons por fissão do que outros isótopos. O plutônio-239 tem essas mesmas qualidades. Esses são os principais materiais fissionáveis usados em bombas atômicas. Uma pequena quantidade de urânio-235, digamos 0,45 kg (1 libra), não pode sofrer uma reação em cadeia e é, portanto, chamada de massa subcrítica; isso ocorre porque, em média, os nêutrons liberados por uma fissão provavelmente deixarão a montagem sem atingir outro núcleo e causar a fissão. Se mais urânio-235 for adicionado ao conjunto, as chances de um dos nêutrons liberados causar outra fissão são aumentadas, uma vez que os nêutrons que escapam devem atravessar mais núcleos de urânio e as chances são maiores de um deles esbarrar em outro núcleo e parti-lo. No ponto em que um dos nêutrons produzidos por uma fissão criará, em média, outra fissão, a massa crítica foi alcançada e uma reação em cadeia resultará em uma explosão atômica.
Na prática, um conjunto de material fissionável deve ser levado de um estado subcrítico a um estado crítico de forma extremamente repentina. Uma maneira de fazer isso é juntar duas massas subcríticas, ponto em que sua massa combinada se torna crítica. Isso pode ser alcançado de forma prática usando altos explosivos para atirar duas balas subcríticas de material fissionável juntas em um tubo oco. Um segundo método usado é o de implosão, em que um núcleo de material fissionável é subitamente comprimido em um tamanho menor e, portanto, em maior densidade; por ser mais denso, os núcleos são mais compactados e as chances de um nêutron emitido atingir um núcleo são aumentadas. O núcleo de uma bomba atômica do tipo implosão consiste em uma esfera ou série de conchas concêntricas de material fissionável envoltas por uma jaqueta de altos explosivos que, sendo detonadas simultaneamente, implodem o material fissionável sob enormes pressões em uma massa mais densa que atinge imediatamente criticamente. Uma ajuda importante para atingir a criticidade é o uso de um adulterador; esta é uma jaqueta de óxido de berílio ou alguma outra substância em torno do material fissionável e refletindo alguns dos nêutrons que escapam de volta para o material fissionável, onde podem, portanto, causar mais fissões. Além disso, os dispositivos de fissão reforçada incorporam materiais fundíveis como deutério ou trítio no núcleo de fissão. O material fusível aumenta a explosão da fissão, fornecendo uma superabundância de nêutrons.
bomba de fissão Os três projetos de bomba de fissão mais comuns, que variam consideravelmente em material e disposição. Encyclopædia Britannica, Inc.
A fissão libera uma enorme quantidade de energia em relação ao material envolvido. Quando completamente fissurado, 1 kg (2,2 libras) de urânio-235 libera a energia produzida de forma equivalente por 17.000 toneladas, ou 17 quilotons, de TNT . A detonação de uma bomba atômica libera enormes quantidades de energia térmica, ou calor, atingindo temperaturas de vários milhões de graus na própria explosão da bomba. Essa energia térmica cria uma grande bola de fogo, cujo calor pode provocar incêndios terrestres que podem incinerar uma pequena cidade inteira. As correntes de convecção criadas pela explosão sugam a poeira e outros materiais do solo para a bola de fogo, criando a característica nuvem em forma de cogumelo de uma explosão atômica. A detonação também produz imediatamente um forte onda de choque naquela propaga para fora da explosão a distâncias de vários quilômetros, perdendo gradualmente sua força ao longo do caminho. Essa onda de explosão pode destruir edifícios a vários quilômetros do local da explosão.
bombardeio atômico de Hiroshima Uma nuvem em forma de cogumelo gigante subindo acima de Hiroshima, Japão, em 6 de agosto de 1945, depois que uma aeronave norte-americana lançou uma bomba atômica sobre a cidade, matando imediatamente mais de 70.000 pessoas. Fotografia da Força Aérea dos EUA
Observe como a radiação de bombas atômicas e desastres nucleares continua sendo uma grande preocupação ambiental. Os efeitos nocivos da radiação de bombardeios nucleares. Encyclopædia Britannica, Inc. Veja todos os vídeos para este artigo
Grandes quantidades de nêutrons e raios gama também são emitidos; esta radiação letal diminui rapidamente ao longo de 1,5 a 3 km (1 a 2 milhas) da explosão. Os materiais vaporizados na bola de fogo se condensam em partículas finas, e esses detritos radioativos, conhecidos como precipitação radioativa, são carregados pelos ventos na troposfera ou estratosfera. Os contaminantes radioativos incluem radioisótopos de vida longa como estrôncio-90 e plutônio-239; mesmo a exposição limitada à precipitação radioativa nas primeiras semanas após a explosão pode ser letal, e qualquer exposição aumenta o risco de desenvolver câncer.
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