Transcript armas nucleares unip 2007

ICET – INSTITUTO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
Armas Nucleares
Elas ainda existem?
Prof. Jacó Izidro de Moura
Setembro de 2007
Como funciona uma bomba
nuclear?
Um pouco de história:
No final do século XIX um problema
relativo ao átomo desafiavam os cientistas:
- De onde vinha a energia da radioatividade?
A radioatividade natural pode ser de três tipos:
- alfa: 2 prótons e 2 nêutrons ( núcleo do átomo de hélio),
altamente energética, mas de pouca penetração;
- beta: partícula idêntica ao elétron, mas vinda do núcleo,
menos energética do que a alfa, mas com maior penetração;
- gama: radiação eletromagnética semelhante a luz, mas muito
mais energética do que ela e do que o raio X, tem menos
energia se comparada à radiação alfa e beta, mas possui uma
enorme penetração.
A questão era: os núcleos atômicos emitem essas radiações
sem parar, portanto estão emitindo energia sem parar. Isso é
possível? Qual a fonte da energia?
E=
A solução:
2
mc
E = energia
m = massa
c = velocidade da luz no vácuo: c = 300.000.000 m/s
Exemplo: 1 litro de água corresponde a 1 kg de massa:
E  1 300.000.000
2
 E  90.000.000.000.000.000.J
E  9 1016 J
Que corresponde a aproximadamente 2800 MW por ano, isto
é mantém acesas por 1 ano 28 milhões de lâmpadas de
100W.
Itaipu precisaria de quase três meses para
gerar esta energia
Mas como tirar toda essa energia de dentro da matéria?
Em 1920 Einstein publicou um trabalho onde dizia ser
possível retirar energia do átomo se uma reação em cadeia
fosse provocada.
Em 22 de dezembro de 1938 Na Alemanha: Otto Hahn e
Fritz Strassman conseguiram a fissão do urânio.
Em 1939 o húngaro Leo Szilard e o Italiano Enrico Fermi,
ambos, morando nos EUA, conseguiram,
independentemente, reações em cadeia usando a fissão do
urânio. Para influenciar o Presidente Franklin Roosevelt
Szililard convence Einstein a escrever uma carta ao
presidente, contando sobre a possibilidade de uma nova
arma muito poderosa e pedindo incentivo do governo
americano.
A reação em cadeia:
Um outro exemplo de reação em cadeia:
Em 1942, sob o comando de Fermi entra em funcionamento
o primeiro reator nuclear com reação auto-sustentável. Esse
teste foi feito no estádio de atletismo da universidade de
Chicago.
Também em 1942, com a entrada dos EUA na segunda
guerra mundial foi criado o Projeto Manhattan, projeto ultra
secreto que contava com instalações no deserto de Los
Alamos, no Novo México, além de instalações em outras
cidades . O projeto era coordenado militarmente pelo general
Groves e tinha como diretor científico Robert Oppenheimer.
O projeto Manhattan foi o maior projeto científico de todos
os tempos, em termos de verba (2 Bilhões de dólares) e
pessoas envolvidas (mais de 5000 diretos e 250.000
indiretos) contando com os cientistas mais importantes da
física teórica e experimental.
Massa Crítica
Para construir uma bomba atômica é necessário atingir a
chamada “massa crítica”de urânio 235 ( o urânio natural
possui apenas 0,7%, de U 235).
detonadores
Urânio 235 abaixo da massa crítica,
quando separados
Mas a Alemanha se rendeu antes....
Não havia mais “motivo”para o uso da bomba.
Leo Szilard destinou um relatório ao Presidente Roosevelt,
assinado também por outros cientistas, dizendo que não
seria mais necessário a utilização das bombas. Einstein
também enviou uma carta ao presidente.
Em 12 de abril de 1945 Roosevelt morre.
É substituído por Harry Truman, que criou um comitê
para decidir sobre o uso da bomba.
Em 1º de junho foi recomendado seu lançamento imediato
Szilard elaborou o relatório Frank, sobre as conseqüências
políticas e sociais do uso da bomba. Terminava sugerindo
que se fizesse uma demonstração do poder da bomba em
lugar deserto. Mas ele foi rejeitado.
No dia 16 de julho, às 5:29:45 em uma cidadezinha próxima
ao deserto do Novo México (Alamogordo) os habitantes
viram o Sol nascer mais cedo.
Oppenheimer citou o Bhagavad-gita, quando Vishnu tenta
convencer o príncipe a cumprir seu dever e para isto toma
a forma de muitos braços: “Agora, tornei-me a morte, o
destruidor dos mundos”
Em 6 de agosto de 1945 a cidade de
Hiroshima saiu do mapa: uma bomba de
urânio 235, apelidada de Little Boy foi
lançada sobre o Japão.
Poder de fogo: 12,5 kton
Em 9 de agosto outra bomba mais potente foi lançada,
agora sobre a cidade de Nagasáki. FAT MAN
Jornal argentino
noticiando a
explosão de
Hiroshima
Explosão de Hiroshima
Explosão de Nagasáki
ATENÇÃO
As próximas imagens podem ser muito fortes para
pessoas mais sensíveis.
Numero de mortos e feridos:
HIROSHIMA
NAGASÁKI
Total de
136.000
atingidos
Mortos (1ºDia) 45.000
64.000
Final de 1945
140.000
70.000
Após 5 anos
200.000
140.000
Feridos
72.000
25.000
22.000
Fusão Nuclear
Podemos gerar energia quebrando um átomo pesado
(urânio e plutônio) ou juntando átomos leves (isótopos do
hidrogênio)
nêutron
próton
deutério
Trítio
Energia
Hélio
Para que a fusão aconteça é necessário fornecer energia, a
principal forma é através do calor. Para que ocorra uma
fusão nuclear deve-se atingir pelo menos: 10.000.000 ºC
Onde podemos conseguir essa temperatura?
Detonando uma bomba atômica de fissão: 100.000.000 ºC
Portanto a bomba de fissão é a espoleta da bomba de fusão
(bomba de hidrogênio, bomba H ou bomba termonuclear)
Poder de Destruição
As bombas que caíram em Hiroshima e Nagasáki, tinham
em torno de: 12,5 e 20 kton, respectivamente (1 kton=mil
toneladas de dinamite).
As bombas de hidrogênio, não possuem limite de
potência (pois não possuem massa crítica), sendo assim
chegam a 20 Megatons e até 50 Megatons.
Raio de Destruição (em Km)
Regiões 10 Kilotons 1 Megaton
1
0,8
4
2
1,6
6
3
2,8
10,4
4
4
12,4
5
4,8
16
(1) Ponto de vaporização: 98% de fatalidades:ventos:320mph
(2) Total destruição: 90% de fatalidades; ventos: 290 mph
(3) Severos danos: 65% fatalidades, 30% feridos, 260mph
(4) Danos térmicos: 50% fatalidades; 45% feridos, 140mph
(5) Fogo e vendaval: 15% fatalidades; 50% feridos, 98 mph
Corrida Armamentista Nuclear
1945 – Alamogordo, Hiroshima e Nagasaki - EUA
1949 – Deserto do Casaquistão União Soviética
1952 – Ilha de Elugelab (atol de Eniwetok, pacífico) –
EUA 1º. teste com bomba H - 10Mtons
1953 – União soviética testa bomba H
1954 – Atol de Bikini (ilhas Marshall), EUA 15 Mtons
1955 – União soviética lança bomba H de avião.
1963 – Assinado em Moscou tratado proibindo o teste
a céu aberto
Até essa data: EUA 183 testes, USS: 118, UK:
18, França: 4 ( a França recusou-se a assinar o
tratado).
31 dos testes subterrâneos realizados em Nevada
deixaram escapar radioatividade para a atmosfera.
1962 – Crise dos Mísseis
Até 1964: EUA, União Soviética, Inglaterra e França
eram os únicos que tinham armas nucleares. Nesse
Ano a China realiza teste nuclear.
1968 – Tratado de não proliferação das armas
nucleares.
1972 – Tratado Salt I de desarmamento
1974 – Índia faz um teste nuclear
1978 – Suspensão da bomba de nêutrons
1979 – Tratado Salt II não foi ratificado pelo
congresso dos EUA
1983 – Projeto Guerra nas Estrelas de Reagan
rompe negociações.
1987 acordo para eliminação de mísseis de médio e
curto alcance.
Após 1991 desintegração da União Soviética e mais
acordos.
1996 – França realiza um teste na polinésia francesa
120 ktons
Referências Bibliográficas:
- Evgueni Chazov Leonid LLin Anguelina Guskova –
-
-
-
Perigo: Guerra Nuclear – Uma análise dos médicos
soviéticos – CEBES – 1984
Dias Junior, José Augusto e Roubicek, Rafael – O brilho de
mil sóis – História da bomba atômica. – Ática editora. –
2005 – 6ª. Edição
http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/nuclear/bomba.ht
ml - capturado em 12/09/2007
http://www.terra.com.br/istoe/ensaios_fotograficos/armas_n
ucleares/index.htm - capturado em 12/09/2007
http://www.youtube.com/watch?v=JxzPN-vdP_0 capturado
em 14/05/2010
A Bomba
A Bomba
é uma flor de pânico apavorando os floricultores
A Bomba
é o produto quintessente de um laboratório falido
A Bomba
é miséria confederando milhões de misérias
A Bomba
não destruirá a vida
O Homem
(tenho esperança)
liquidará a bomba
Carlos Drummond de Andrade