Fissão vs. Fusão: Definição, Diferenças e Semelhanças

A fissão e a fusão são duas maneiras de liberar energia dos núcleos atômicos por meio da reação nuclear. A diferença entre eles está no processo: um funde átomos com núcleos menores, fundindo-os, enquanto o outro os divide em produtos de fissão. Em ambos os casos, a quantidade de energia envolvida é tão grande, milhões de vezes mais do que de outras fontes de energia, que esses processos nucleares só acontecem em condições específicas.

Como verbo, fundir é sinônimo de "combinar" ou "misturar". Segue-se que em um processo de fusão nuclear, dois núcleos leves fundir juntos para formar um núcleo mais pesado. Por exemplo, dois átomos de hidrogênio podem se fundir para formar um deutério.

Energia tremendamente alta, geralmente na forma de calor extremo, criando temperaturas muito altas, e a pressão é necessária para persuadir dois núcleos fortemente positivos que normalmente repeliriam em um espaço próximo o suficiente para a fusão ocorrer, liberando energia nuclear no processar.

Como resultado, esse processo só acontece dentro de estrelas como o Sol, que possuem um reator de fusão natural em seus núcleos. A humanidade pode criar temporariamente as condições para a fusão nuclear, por exemplo com uma bomba de hidrogênio, mas sustentar tais altas temperaturas necessárias para uma reação contínua controlada para usar como uma fonte de energia ainda não é possível.

Uma vez que a fusão nuclear começa, no entanto, ela pode continuar de forma autossustentável reação em cadeia. Isso ocorre porque os átomos menores com massas até a do ferro na tabela periódica emitem mais energia quando fundidos do que o necessário para fundi-los (uma reação exotérmica). Como tal, a fusão nuclear é o processo pelo qual a maioria das estrelas emite energia.

A fissão, que pode ser definida como o ato de dividir algo em partes, é o oposto de fusão.

Na fissão nuclear, um núcleo pesado se divide em núcleos mais leves. A quebra ocorre quando um nêutron atinge um núcleo pesado, criando subprodutos muito radioativos e instáveis, junto com mais nêutrons, que continuam a se decompor em uma reação em cadeia nuclear.

A energia liberada pela fissão nuclear é milhões de vezes mais eficiente do que a liberada pela queima de uma massa equivalente de carvão. Ao contrário das reações de fusão, as reações de fissão são relativamente fáceis de iniciar e controlar dentro de reatores nucleares, tornando-os uma fonte de energia difundida.

• Reatores nucleares: os engenheiros normalmente usam plutônio ou urânio para iniciar um reação de fissão, controlando a taxa com água e bastões de material não reativo que absorvem nêutrons livres. A energia liberada nas reações de fissão aquece a água e o vapor resultante gira turbinas que geram eletricidade para uso humano.

• Bombas atômicas: Reações de fissão nuclear ocorrem em bombas atômicas. Ao contrário de uma usina nuclear, a reação não é controlada, permitindo uma rápida reação em cadeia que resulta em energias incríveis sendo liberadas de uma só vez. A única maneira pela qual os humanos na Terra podem criar as condições necessárias para a fusão, a temperatura certa com massa suficiente esmagada em uma pressão alta o suficiente, é iniciando a fissão com uma bomba.

• Decaimento radioativo: Ficão nuclear também ocorre na decadência radioativa, quando um elemento emite espontaneamente energia na forma de partículas. A meia-vida do decaimento radioativo, ou o tempo para a metade dos núcleos radioativos em uma amostra se decompor, depende da estabilidade geral do núcleo. O material radioativo que ocorre naturalmente na Terra sofre constantemente reações de fissão dessa maneira.

• O núcleo das estrelas: Reações de fusão nuclear ocorrem naturalmente sob a intensa temperatura e pressão dentro de uma estrela. Esta é a base da maior parte da energia que as estrelas emitem.

• Fusão a frio: uma maneira hipotética de criar fusão nuclear em "temperatura ambiente", tornando-se uma fonte de energia viável feita pelo homem, a fusão a frio nunca foi desenvolvida com sucesso.