Armas nucleares e reatores nucleares

Sabemos que quando um núcleo sofre fissão, ele se divide em dois fragmentos e vários nêutrons. Se cada um desses nêutrons for capturado por um outro núcleo físsil, o processo continua e o resultado é uma reação em cadeia de reações, na qual a fissão súbita de muitos núcleos e a liberação resultante de muitos núcleos e a liberação resultante de enorme quantidade de energia produzem uma explosão nuclear. Na bomba atômica (nome não muito descritivo) uma certa quantidade de massa crítica, de nuclídeos físseis é repentinamente acionada pelo mecanismo da bomba e resulta na explosão nuclear. Se a massa for menor que a massa crítica, muitos nêutrons se perderão e a reação em cadeia não se sustentará. Uma maneira de disparar a bomba consiste em usar uma explosão química para ativar duas massas subcríticas separadas, contendo material físsil em ambas, e assim a massa crítica poderá ser atingida. Urânio 235 e plutônio 239 foram ambos usados em armas nucleares. O plutônio 239 é produzido pelo bombardeio de urânio 238, o isótopo mais comum do urânio, com nêutrons. O urânio 239 se desintegra em neptúnio 239 que se desintegra em plutônio 239.

Em um reator nuclear, somente um dos nêutrons emitidos quando o núcleo sofre fissão é capturado por outro núcleo físsil. Dessa maneira a reação é mantida sob controle. A fissão continua, mas a uma velocidade mais baixa do que a de uma bomba. O reator é mantido sob controle ajustando a posição de absorção de nêutrons nas barras de controle que são inseridas entre os elementos combustíveis nucleares do reator. Essas barras são geralmente feitas de cádmio ou boro, dois elementos altamente eficientes na absorção de nêutrons. A figura mostra um esquema de um reator nuclear. O reator serve apenas como fonte de calor para ferver a água. Então, numa máquina de energia convencional, o vapor aciona uma turbina geradora que produz eletricidade.