Um nêutron parte um átomo de urânio. O átomo solta energia e mais nêutrons, que partem outros átomos. Dispare o primeiro, controle o reator e mantenha a cidade acesa.
Toque na câmara para disparar um nêutron
Cidade abastecida: 0%
Casas
Escola
Hospital
Metrô
Fábrica
Urânio-235 (se parte)Urânio-238 (engole o nêutron)NêutronFragmentos da fissãoBarra de controle
Potência: fissões por segundo nos últimos 30 s
Uma fissão em câmera lenta
No simulador tudo acontece rápido. Aqui está um único núcleo, bem de perto. Bolinhas rosa são prótons, bolinhas lilás são nêutrons.
De onde vem a energia? Se você somar a massa dos pedaços, falta um pouquinho em relação ao núcleo original, cerca de 0,1%. Essa massa virou energia, na conta de Einstein: E = mc². Como c² é um número enorme, pouca massa vira muita energia.
Três experimentos para fazer agora
1. Massa crítica
Com pouco combustível, a maioria dos nêutrons escapa pelas bordas antes de achar outro átomo e a reação morre. Aumente a quantidade e veja a partir de que tamanho ela se sustenta.
2. Enriquecimento
O urânio-238 absorve nêutrons sem se partir. Quanto mais dele na amostra, mais difícil manter a cadeia. Por isso o urânio precisa ser enriquecido antes de virar combustível.
3. Controle
Um reator fica no ponto em que cada fissão causa exatamente uma nova fissão (k = 1). Desça as barras para frear, suba para acelerar. Sem barras, o número de nêutrons dobra em instantes.
O que isso tem a ver com o seu dia
A fissão não fica só dentro da usina. Os mesmos núcleos partidos acendem lâmpadas, aparecem em exames de hospital e viajam para fora do Sistema Solar.
EM CASAA luz e a tomada
Perto de 10% da eletricidade do mundo vem da fissão. No Brasil, as usinas Angra 1 e 2 mandam energia para a mesma rede que chega à sua casa.
NO HOSPITALExames por imagem
O tecnécio-99m, usado em cintilografias de coração, ossos e tireoide, vem do molibdênio-99, um dos fragmentos da fissão do urânio-235.
NO TRATAMENTOTireoide
O iodo-131 é outro fragmento da fissão. Em dose controlada, ele trata hipertireoidismo e câncer de tireoide, porque a glândula absorve iodo.
NO ESPAÇOSondas e robôs
O plutônio-238, fabricado em reatores, aquece e alimenta as sondas Voyager e os robôs Curiosity e Perseverance em Marte.
Quanto urânio cabe na sua conta de luz?
O número está na conta de luz, em kWh. Uma casa brasileira gasta em média cerca de 160 kWh por mês.
de urânio-235 fissionado.
de carvão queimado para gerar a mesma eletricidade
fissões, uma por uma, como as do simulador
Vale a pena? A proposta é você decidir
A favor
Não emite CO₂ enquanto gera energia.
Usa pouquíssimo combustível e ocupa pouco espaço.
Funciona dia e noite, com sol ou sem vento.
Os mesmos reatores produzem materiais para a medicina.
Contra
O resíduo continua radioativo por milhares de anos e precisa de guarda segura.
Acidentes são raros, mas graves: Chernobyl (1986) e Fukushima (2011).
Usinas são caras e demoram muitos anos para ficar prontas.
O enriquecimento de urânio também serve para armas.
Você aceitaria uma usina nuclear abastecendo a sua cidade?
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Elas abriram o núcleo
1898Marie Curie
Criou a palavra radioatividade e mostrou que ela vem de dentro do átomo. Primeira pessoa a ganhar dois prêmios Nobel.
1934Ida Noddack
Foi a primeira a propor que um núcleo pesado poderia se quebrar em pedaços grandes. Ninguém levou a ideia a sério na época.
1938Lise Meitner
Explicou, com Otto Frisch, que o urânio tinha se partido e calculou a energia liberada. O Nobel foi só para Otto Hahn.
1942Leona Woods
Aos 23 anos, construiu os detectores de nêutrons do primeiro reator do mundo, em Chicago. Era a única mulher da equipe.
Os números de verdade
200 MeVde energia por fissão. Queimar um átomo de carbono libera cerca de 4 eV: são 50 milhões de vezes menos.
1 gde urânio-235 totalmente fissionado libera a energia de quase 3 toneladas de carvão.
0,7%é a fração de urânio-235 no urânio natural. Reatores usam de 3% a 5%. Armas, acima de 90%.
1938Otto Hahn e Fritz Strassmann observam a fissão. Lise Meitner e Otto Frisch explicam o que aconteceu.
O que este simulador simplifica. Ele é plano e tem no máximo 220 átomos, enquanto 1 g de urânio tem cerca de 2,5 sextilhões. As proporções de urânio-235 são exageradas para a reação caber na tela. Reatores reais também usam um moderador, como a água, para desacelerar os nêutrons e aumentar a chance de fissão. As usinas Angra 1 e 2, no Rio de Janeiro, funcionam com esse princípio: o calor da fissão ferve água, o vapor gira turbinas e as turbinas geram eletricidade.