Quais são as semelhanças entre a fissão nuclear e a fusão?

Os Estados Unidos construíram um reator de fissão nuclear pela primeira vez em 1942 e usaram as primeiras bombas de fissão em 1945. Foi em 1952 que o governo dos EUA testou a primeira bomba de fusão, mas os reatores de fusão, a partir de maio de 2011, ainda são impraticáveis. Apesar das diferentes abordagens para a produção de energia que os cientistas da fusão e da fissão seguem, os processos compartilham algumas características comuns.

Tanto a fusão quanto a fissão nuclear usam a energia armazenada nas partículas atômicas no processo de produção de energia. Um átomo consiste em um núcleo central e elétrons que se movem ao redor do núcleo. Todos os elementos têm partículas de prótons no núcleo, e elétrons, que são partículas muito menores, do lado de fora. Todos os elementos, exceto o hidrogênio, contêm partículas conhecidas como nêutrons no núcleo, que têm aproximadamente a mesma massa dos prótons.

Essas partículas usam carga elétrica e outras forças para se unirem como um átomo, a menos que a energia seja introduzida de outro fonte, caso em que os átomos podem se fragmentar, no caso de fissão nuclear, ou juntar-se, no caso de fusão nuclear. Quando um átomo muda durante uma reação nuclear, ele libera a energia que antes usava para manter as partículas juntas ou separadas.

Tanto a fissão quanto a fusão são processos que visam produzir energia, que as usinas podem então transformar em energia elétrica para abastecer residências e empresas. É a energia que o átomo libera à medida que muda para uma forma diferente que as usinas coletam. Em maio de 2011, a eficiência energética das reações de fusão, que precisam de uma grande quantidade de energia inicial para iniciar a reação, não é suficiente para torná-la uma opção de produção de energia viável.

As reações de fusão e fissão são adequadas para a fabricação de bombas nucleares. As bombas atômicas da Segunda Guerra Mundial foram bombas de fissão, embora a bomba de fusão, também conhecida como bomba de hidrogênio, tenha sido testada apenas uma ou duas décadas depois.

Tanto a fissão quanto a fusão podem ocorrer naturalmente. O sol, fonte de calor e energia luminosa do planeta, emite energia produzida por reações de fusão entre elementos leves, como hidrogênio e hélio. Isso só é possível porque o núcleo do sol tem altas temperaturas e altas pressões, que fornecem a energia inicial para a reação de fusão. As reações de fissão não acontecem naturalmente hoje em dia, mas de acordo com o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley da Universidade da Califórnia, cerca de 2 bilhões de anos atrás, um local no que hoje é a África Ocidental foi o local de uma fissão que ocorreu naturalmente reator.