Bomba atômica

Quem nunca ouviu falar sobre bomba atômica? Geralmente, todos os estudantes ouvem falar sobre esse assunto em História, quando se estuda 2ª Guerra Mundial. No entanto, será que todos eles sabem o que é bomba atômica?
Para entender o que é e como funciona uma bomba atômica, é necessário que se entenda alguns conceitos sobre núcleo atômico e fissão nuclear.

Núcleo atômico

Um núcleo de um átomo qualquer é constituído basicamente por prótons (partículas de carga positiva) e nêutrons (partículas semelhantes aos prótons, mas, que não possuem carga).
No núcleo de um átomo existem forças (forças nucleares) que mantêm os prótons e nêutrons ligados. Estas forças devem ser suficientemente grandes para contrabalancear as repulsões elétricas decorrentes da carga positiva dos prótons. Uma vez que os nêutrons não possuem carga elétrica. Isso deve ocorrer para explicar a existência de núcleos atômicos estáveis.

Fissão nuclear

O termo fissão significa quebra, separação. Então, fissão nuclear é a quebra, ruptura do núcleo atômico.
Em torno de 1934, Otto Hahn e Fritz Strassman observaram átomos de bário em rejeitos de reação nuclear com urânio e nêutrons acelerados. A partir disso, estudos surgiram para confirmar que o núcleo de urânio teria dado origem a outros menores.
Estes estudos verificaram que núcleos de urânio-235 capturavam um nêutron e se tornavam instáveis. Essa instabilidade é tamanha, que o núcleo, para se estabilizar, divide-se em dois outros, e em três novos nêutrons. Estes nêutrons que são produzidos são capazes de induzir outras três reações de fissão nuclear. As novas reações produzirão mais nêutrons e esses iniciaram novas reações, e assim por diante. Esse é o processo de reação em cadeia, no qual um nêutron dá origem à uma série de reações de quebras nucleares.
A energia produzida em uma reação de fissão nuclear é gigantesca e é produzida na forma de explosão. Como pode ser visto na equação anterior, a energia liberada é da ordem de 10¹⁰ kJ por mol de urânio bombardeado por mol de nêutrons absorvido.

Para que ocorra a reação em cadeia é necessário uma quantidade tal de urânio-235 (aproximadamente 3,5 kg), pois senão a reação não se sustenta e finaliza-se.

Em uma bomba atômica, dois fragmentos de urânio, nenhum deles capaz de sustentar a reação em cadeia, são unidos para formar um bloco maior capaz de suportar a reação em cadeia.¹ Com isso, ocorre a liberação de energia e a catastrófica explosão devastadora vista em Hiroshima e em Nagasaki, em 1945, quando os EUA atacaram o Japão para finalizar a 2 Guerra Mundial.

A energia produzida nessa “explosão” pode ser obtida a partir da fórmula E = mc², onde c é a velocidade da luz e m é a massa do elemento que se transforma em energia (energia cinética, térmica, eletromagnética, etc).

O processo de fissão nuclear, também, pode ocorrer de forma controlada, ou seja, controlando a reação em cadeia, a partir da introdução de barras de elementos absorvedores de nêutrons, como cádmio e boro.
No caso do controle da reação em cadeia da fissão nuclear, a energia obtida é utilizada com fins pacíficos, para  aquecer uma caldeira de água, que tornará em vapor e movimentará uma turbina. Esta turbina será a responsável pela geração de energia elétrica utilizada em domicílios de diversos países de primeiro mundo e em parte do estado do Rio de Janeiro, através das usinas de Angra dos Reis.

O poder de destruição da bomba atômica não está apenas na liberação enorme de energia, mas também na grande quantidade de radiações ionizantes liberadas (partículas alfa, beta, radiação gama, radiação X, infravermelho, ultravioleta, etc).

Os ataques nucleares no Japão não só destruiu totalmente duas cidades, mas também fez desaparecer dezenas de milhares de pessoas (mortas pelo ataque) e ferir outros milhares.
A temperatura no núcleo da explosão chegou a milhões de graus Celsius e fez pessoas, literalmente, sublimar (passar do estado sólido para o gasoso) em questões de milésimos de segundo.
Há dezenas de quilômetros podia se ver o famoso cogumelo da morte e destruição, que ficou característico da bomba atômica.

O poder de destruição de uma bomba atômica é inquestionável e a sua ação de destruição ocorre em poucos segundos. Já as conseqüências podem durar vários anos.

Além da bomba atômica, há também a bomba de hidrogênio, com poder de destruição ainda maior, equivalente à várias bombas atômicas. A bomba de hidrogênio não usa fissão nuclear, mas sim, fusão nuclear, confira.

Referência 1- KOTZ, J., C., TREICHEL, P., Química e Reações Químicas, 3ª ed., v. 2; Rio de Janeiro, Ed. LTC, 1998. 2– REIS, M., Completamente Química – Físico Química, Ed. FTD, 1ª ed., São Paulo, 2001.