History of fissão research and technology
o termo fissão foi usado pela primeira vez pelos físicos alemães Lise Meitner e Otto Frisch em 1939 para descrever a desintegração de um núcleo pesado em dois núcleos mais leves de aproximadamente igual tamanho. A conclusão de que uma reação nuclear tão incomum pode de fato ocorrer foi o culminar de um episódio verdadeiramente dramático na história da ciência, e pôs em movimento um período extremamente intenso e produtivo de investigação.,
a história da descoberta da fissão nuclear realmente começou com a descoberta do neutrão em 1932 por James Chadwick, na Inglaterra. Pouco tempo depois, Enrico Fermi e seus associados na Itália realizaram uma extensa investigação das reações nucleares produzidas pelo bombardeio de vários elementos com esta partícula não carregada., Em particular, esses trabalhadores observaram (1934) que pelo menos quatro espécies radioativas diferentes resultaram do bombardeio de urânio com nêutrons lentos. Estas espécies recém-descobertas emitiram partículas beta e foram consideradas isótopos de “elementos transuranianos” instáveis dos números atômicos 93, 94, e talvez mais elevados. Houve, naturalmente, um intenso interesse em examinar as propriedades desses elementos, e muitos radiocemistas participaram dos estudos., Os resultados destas investigações, no entanto, eram extremamente desconcertante, e a confusão persiste até 1939, quando Otto Hahn e Fritz Strassmann, na Alemanha, seguindo uma pista fornecida por Irène Joliot-Curie e Pavle Savić, na França (1938), provou, definitivamente, que os chamados elementos transuranianos, eram na verdade radioisótopos de bário, lantânio, e outros elementos no meio da tabela periódica.,
Que os elementos mais leves podem ser formados por bombardeando núcleos pesados com nêutrons havia sido sugerido anteriormente (nomeadamente pelo químico alemão Ida Noddack, em 1934), mas a ideia não foi seriamente considerada, pois implicou uma ampla partida da aceito vistas de física nuclear e foi suportado por clara de recolha de provas químicas., Armado com os resultados inequívocos de Hahn e Strassmann, no entanto, Meitner e Frisch invocaram o modelo recentemente formulado de gota líquida do núcleo para dar uma interpretação qualitativa teórica do processo de fissão e chamou a atenção para a grande libertação de energia que deve acompanhá-lo. Houve uma confirmação quase imediata desta reação em dezenas de laboratórios em todo o mundo, e dentro de um ano mais de 100 artigos descrevendo a maioria das características importantes do processo foram publicados., Estes experimentos confirmaram a formação de partículas pesadas extremamente energéticas e ampliaram a identificação química dos produtos.a evidência química que foi tão vital na liderança de Hahn e Strassmann para a descoberta da fissão nuclear foi obtida pela aplicação de técnicas portadoras e rastreadoras. Uma vez que quantidades invisíveis das espécies radioativas foram formadas, a sua identidade química teve de ser deduzida da forma como seguiram elementos portadores conhecidos, presentes em quantidade macroscópica, através de várias operações químicas., As espécies radioactivas conhecidas foram também adicionadas como marcadores e o seu comportamento foi comparado com o das espécies desconhecidas para ajudar na identificação destas últimas. Ao longo dos anos, estas técnicas radioquímicas têm sido usadas para isolar e identificar cerca de 34 elementos do zinco (número atômico 30) ao gadolínio (número atômico 64) que são formados como produtos de fissão. A ampla gama de radioatividades produzidas na fissão faz desta reação uma rica fonte de marcadores para uso químico, biológico e industrial.,embora os primeiros experimentos envolvessem a fissão de urânio comum com nêutrons lentos, foi rapidamente estabelecido que o raro isótopo urânio-235 foi responsável por este fenômeno. O isótopo mais abundante urânio-238 poderia ser feito para sofrer fissão apenas por neutrões rápidos com energia superior a 1 MeV. Os núcleos de outros elementos pesados, como o tório e protactinium, também foram mostrados para ser físseis com nêutrons rápidos; e outras partículas, tais como fast-prótons, deuterons, e alfas, juntamente com raios gama, provou ser eficaz na indução da reação.,em 1939, Frédéric Joliot-Curie, Hans von Halban e Lew Kowarski descobriram que vários nêutrons foram emitidos na fissão de urânio-235, e esta descoberta levou à possibilidade de uma reação em cadeia auto-sustentável. Fermi e seus colegas de trabalho reconheceram o enorme potencial de tal reação se pudesse ser controlada. Em Dezembro. 2, 1942, eles conseguiram fazê-lo, operando o primeiro reator nuclear do mundo. Conhecido como uma” pilha”, este dispositivo consistia de um conjunto de blocos de urânio e grafite e foi construído no campus da Universidade de Chicago.,
O projeto secreto de Manhattan, estabelecido não muito tempo após os Estados Unidos entraram na Segunda Guerra Mundial, desenvolveu a bomba atômica. Uma vez que a guerra tinha terminado, os esforços foram feitos para desenvolver novos tipos de reatores para a geração de energia em grande escala, dando origem à indústria de energia nuclear.