Química - Vol 3 - Manual do Professor Martha Reis-283-285

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A bomba atômica
A bomba atômica é uma aplicação bélica do fenômeno de fis são nuclear. A 
destruição que ela causa é devida à imensa quantidade de energia e às radiações 
que são liberadas numa reação de fissão em cadeia. Sua construção obedece ao 
esquema ao lado, no qual:
• Divide-se uma massa crítica de material físsil (
235
92
U, 239
94
Pu) em diversas massas 
subcríticas (B).
• Cercam-se essas mas sas subcríticas com cargas de TNT, trinitrotolueno (A).
• No centro das massas dispostas em (B), coloca-se uma fonte de nêutrons (C).
Quando a bomba é detonada, as cargas de TNT (A) explodem simultanea-
mente, forçando as massas subcríticas (B) a se juntarem, formando uma massa 
crítica que, penetrando na fonte de nêutrons (C), dá origem à reação de fissão 
em cadeia, com uma colos sal liberação de energia e de radiações.
Os efeitos das bombas atômicas 
A ação destrutiva de uma bomba atômica pode ser descrita em etapas: 
• O início da explosão da bomba atômica corres ponde ao início da rea ção em 
cadeia que ocorre em pleno ar, pois a bomba normalmente é lançada a mais 
de mil metros de altitude e ao ser detonada atinge tempe raturas da ordem de 
milhões de graus Celsius.
• Após 10
–4 segundo, a massa gasosa em que a bomba se transformou emite 
elevadas quanti dades de raios X e raios ultravioleta, além de outras radiações 
eletromagnéticas, cuja luminosidade pode destruir a retina e cegar as pessoas 
que a encarem diretamente.
• Entre 10
–4 e 6 segundos, a radiação já foi total mente absorvida pelo ar ao redor, 
que se trans forma numa enorme bola de fogo, cuja expansão provoca a destrui-
ção de todos os materiais infla máveis num raio médio de 1 quilômetro, assim 
como queimaduras de até 3º grau.
• Após 6 segundos, a esfera de fogo atinge o solo, iniciando uma onda de choque 
que se propaga com deslocamento de ar comparável ao de um fura cão, com 
ventos de 200 km/h a 400 km/h.
• Após 2 minutos, a esfera de fogo já se transfor-
mou completamente num cogumelo, que vai 
atingir a estratosfera. As partículas radioativas 
espalham-se pela atmosfera levadas pelos fortes 
ventos e aca bam se precipitando em diversos 
pontos da Terra durante muitos anos.
A potência de uma bomba atômica é normal-
mente medida em quilotons, sendo que 1 quiloton 
corresponde a 1 000 toneladas de TNT.
Em 6 de agosto de 1945 os americanos lança-
ram uma bomba atômica de urânio-235, com 
potên cia de 21 quilotons, na cidade japonesa de 
Hiroxima, matando 66 000 pessoas e ferindo 
69 000; e, em 9 de agosto, lançaram uma bomba 
de plutônio-239, com potência de 21 quilotons, na 
cidade de Nagasáqui, matando 39 000 pessoas e 
ferindo outras 25 000.
Teste de explosão nuclear. 
A primeira bomba atômica foi 
desenvolvida nos Estados 
Unidos e lançada 
experimentalmente em 16 de 
julho de 1945 na Base Aérea 
de Alamogordo, no deserto do 
Novo México. 
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The Atomic Bomb Dome (a cúpula da bomba atômica), monu mento em 
memória dos que mor reram com o lançamento da bomba atômica 
em Hiroxima, Japão.
Esquema da 
bomba atômica
A B
C
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Capítulo 11282
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Edward Teller, o “pai” da bomba 
de hidrogênio, em foto de 1958.
8 Fus‹o nuclear
A fusão de núcleos leves, como o hidrogênio, o deutério ou o trítio, produzindo 
um núcleo de hélio, por exemplo, equi vale a um aumento na energia de empacota-
mento dos núcleons e, portanto, a uma perda de massa.
Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos leves originando 
um único núcleo com a liberação de uma quantidade colossal de energia.
Isso implica o aumento da estabilidade nuclear, o que gera uma grande libe-
ração de energia, calcu lada pela equação de Einstein (E = m ∙ c 2).
A energia liberada por estrelas, como o Sol, é resul tado de uma série de reações 
de fusão que devem ocorrer, possivelmente, de acordo com o mecanismo abaixo:
 1
1
H + 1
1
H **( 2
1
H + 
+1
0 β
 2
1
H + 1
1
H **( 3
2
He
 3
2
He + 1
1
H **( 4
2
He + 
+1
0 β
 4 1
1
H **( 4
2
He + 2 
+1
0 β
Uma reação desse tipo, em que 4 prótons se unem para formar o núcleo 
de um átomo de hélio com liberação de pósitrons, exige, para ser iniciada, uma 
temperatura da ordem de 100 milhões de graus Celsius (108 °C).
A energia que recebemos do 
Sol e da qual depende a vida 
na Terra é proveniente de 
reações de fusão nuclear.
Luis Moura/Arquivo da editora
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H
He
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E
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Há outras reações de fusão – como as que indica mos abaixo – que requerem 
uma quantidade bem menor de energia, sempre, porém, superior a 1 milhão de 
graus Celsius.
2
1
H + 2
1
H **( 3
2
He + 1
0
n
2
1
H + 3
1
H **( 4
2
He + 1
0
n
Temperaturas dessa ordem jamais haviam sido atingidas na Terra até a ex-
plosão da primeira bomba atômica.
Em 1949, sabendo que os russos possuíam a bomba atômica, o presidente 
americano Harry S. Truman (1884-1972) ordenou que as pesquisas sobre uma 
possível bomba de fusão fossem aceleradas.
Essas pesquisas estavam sendo feitas desde 1944 pelo físico húngaro Edward 
Teller (1908-2003), que trabalhava na equipe que estava construindo a primeira 
bomba atômica.
Leis da radioatividade e energia nuclear 283
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4 (PAS-UnB-DF) O termo combustível nuclear é comu-
mente empregado para designar o material que pode 
sofrer fissão nuclear. I e II são processos nucleares:
 I. 235
92
U + 1
0
n * ( 142
56
Ba + 91
36
Kr + 3 1
0
n + energia
 II. 2
1
H + 
1
3H * ( 
2
4He + 1
0
n + energia
De posse dessas informações e de outros conceitos re-
lativos à radioatividade, julgue os itens a seguir.
(01) O combustível nuclear utilizado nas reações I e II 
são, respectivamente, urânio e hidrogênio.
(02) A reação II ocorre nos reatores das usinas nucleares 
para produção de energia elétrica.
(03) A energia desprendida na reação II é maior que na I.
(04) Os átomos de hidrogênio na equação II são isótopos, 
por apresentarem semelhantes propriedades químicas.
 Resolução
(01) Falsa. A reação II é de fusão nuclear.
 O termo combustível nuclear não é adequado para 
esse tipo de reação (de acordo com próprio enun-
ciado do exercício).
(02) Falsa. Nas usinas nucleares ocorrem reações de fis-
são controladas, e não fusões nucleares. Atualmen-
te os reatores a fusão são de pequeno porte e estão 
sendo utilizados apenas para pesquisas científicas.
As afirmações 03 e 04 são verdadeiras.
Resposta: 3 + 4 = 7.
18 (Unimontes-MG) Entre as consequências causadas 
pelo fenômeno tsunami, ocorrido no Japão em março de 
2011, temos a explosão da Usina Fukushima, uma usina 
termonuclear que produz energia a partir de um proces-
so controlado de fissão nuclear, representado através do 
esquema e da reação a seguir:
Nêutron
Nêutrons
0
n1 + 
92
U235 * * ( 
56
Ba140 + X + 3 
0
n1
Em relação ao processo de fissão nuclear, marque a al-
ternativa CORRETA.
a) X pode ser representado por um isótopo do criptônio 
(Kr).
b) O núcleo do urânio desintegra-se ao liberar um 
nêutron.
c) A fissão é a junção de núcleos com absorção de 
energia.
d) Os produtos gerados não representam risco à po-
pulação.
19 (Cesgranrio-RJ) A partir da década de 40, quando 
McMillan e Seaborg obtiveram em laboratório os pri-
meiros elementos transurânicos (Z > 92), o urânio na-
tural foi usado algumas vezes para obter tais elemen-
tos. Para tanto, ele era bombardeado com núcleos de 
elementos leves. Na obtenção do plutônio, do califórnio 
e do férmio as transmutações ocorreram da forma a 
seguir:
238
92
U + 4
2
He **( 239
94Pu + A 1
0
n
238
92
U + 12
6
C **( 245
98
Cf + B 1
0
n
238
92
U + 16
8
O **( 250
100
Fm + C 1
0
n
Sendo assim, os valores de A, B e C que indicam as quan-
tidades de nêutrons obtidas são, respectivamente:
a) 1, 4 e 5.
b) 1, 5 e 4.
c) 2, 4 e 5.
d) 3, 4 e 5.
e) 3, 5 e 4.
20 (Faap-SP) A complementação da reação nuclear
2
1
H + 22
1
H * * ( 1
1
H + _________
corresponde à formação de:
a) partícula 
2
4α.
b) trítio.
c) partículas 
–1
0β.
d) radiação 0
0
γ e partícula 
2
4α.
e) partículas 
2
4α e 
–1
0β.
21 (UFMA) A bomba de hidrogênio funciona de acordo 
com a seguinte reação nuclear:
2
1
H + 3
1
H * * ( 4
2
He + 1
0
n + energia
Portanto, podemos afirmar:
a) é reação de “fusão”.
b) é reação de “fissão”.
c) é reação com emissão apenas de partículas 
2
4α.
d) é reação com emissão apenas de partículas 
–1
0β.
e) é reação com emissão apenas de partículas 0
0
γ.
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X
X
X
X
Exercício resolvido
Exercícios
ATENÇÃO!
Não escreva no seu livro!
Capítulo 11284
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