Cite e explique pelo menos 4 formas em que o nêutron pode interagir com um núcleo atômico. Qual desses processos de interação é fundamental para que a fissão ocorra em reatores térmicos?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos listar e explicar pelo menos quatro maneiras pelas quais um nêutron pode interagir com um núcleo atômico. Além disso, temos que identificar qual dessas interações é essencial para que a fissão ocorra em reatores térmicos. Para resolver isso, vamos falar sobre diferentes tipos de interações nucleares e como elas funcionam.
Passo 2
A primeira forma de interação é a espalhamento elástico. Nesse processo, o nêutron bate no núcleo sem transferir energia interna. É como se uma bola de bilhar colidisse com outra sem mudar a sua velocidade, apenas mudando sua direção. A energia cinética é conservada e não há excitação do núcleo.
Passo 3
A segunda interação é o espalhamento inelástico. Aqui, o nêutron colide com o núcleo e transfere parte de sua energia, deixando o núcleo excitado. Isso significa que o núcleo ganha energia interna, podendo posteriormente liberar essa energia irradiando raios gama quando retorna ao estado fundamental.
Passo 4
A terceira forma é a captura radiativa, também conhecida como absorção. Nesse caso, o nêutron é capturado pelo núcleo, formando um isótopo mais pesado. Para equilibrar a energia, o núcleo emitirá um fóton gama. Essa interação é importante em processos de formação de núcleos mais pesados.
Passo 5
A quarta interação é a fissão nuclear. Quando um nêutron é capturado por um núcleo fissível, como o urânio-235, o núcleo fica instável e se divide em dois núcleos menores, liberando energia, mais nêutrons e, às vezes, radiação gama. Esse processo é a base para a geração de energia em reatores nucleares e em armas nucleares.
Passo 6
Agora, vamos identificar qual dessas interações é fundamental para que a fissão ocorra em reatores térmicos. Em reatores térmicos, utilizamos nêutrons lentos (ou térmicos) que são mais eficazes na indução da fissão em núcleos como o urânio-235. A interação de fissão nuclear é, portanto, a essencial para que a fissão ocorra nesses reatores. Sem a fissão, não haveria liberação contínua de energia necessária para o funcionamento do reator.
Resposta
As quatro formas de interação do nêutron com um núcleo atômico são: espalhamento elástico, espalhamento inelástico, captura radiativa e fissão nuclear. Dentre elas, a fissão nuclear é fundamental para que a fissão ocorra em reatores térmicos.