Reações da fusão
As reações nucleares que fornecem ao sol seu calor podem ser reproduzidas em pequena escala num ciclotron ou numa máquina similar. Nele, os núcleos de átomos leves são acelerados num campo elétrico a altíssimas velocidades. Suas energias são medidas em termos duma unidade de um milhão de elétrons-volt (Mev). Esta energia adquirida por um elétron ou próton — qualquer partícula de carga única — quando enviada através dum campo elétrico de um milhão de volts. Um feixe de tais partículas é dirigido a um alvo, a fim de provocar uma reação entre as núcleos do feixe e os do alvo.
A tabela acompanhante mostra algumas das reações da fusão que têm sido estudadas pelos físicos nucleares em seus laboratórios. Em cada caso, uma das partículas indicadas antes da flecha é fixada num alva e a outra colide com ela a alta velocidade. À guisa de ilustração, na primeira reação indicada, o núcleo de um átomo de hidrogênio choca-se com outro, fundindo-se com ele e expelindo um elétron positivo. Há uma compressão da massa, que é convertida em energia, de acordo com a famosa equação de Einstein, E = mc2. Por conseguinte, as partículas formadas se separam a jato, dispondo de mais energia do que as partículas que se chocaram. Neste caso, a energia obtida é de 2.000.000 de elétrons-volt.
Em termos de comparação, quando se queima carvão produz somente quatro elétrons-volt. Nas reações nucleares, lidamos com energias milhões de vezes maiores do que nas reações química.
As primeiras três reações da tabela, segundo se crê, são as principais que ocorrem no sol. Algumas das outras reações poderão ser mais fáceis de ser conseguidas num laboratório. Notará que nas reações 3, 5, e 6, onde se produz o helio-4, os ganhos de energia são muito maiores. Isto resulta dos vínculos bem estreitos formados entre dois prótons e dois nêutrons. O hélio (He4) é um elemento muito estável.
[Diagrama na página 20]
(Para o texto formatado, veja a publicação)
H1 PRÓTON
n1 NÊUTRON BLOCOS DE CONSTRUÇÃO NUCLEAR
H2 HIDROGÊNIO
H2 DEUTÉRIO
H3 TRÍTIO ISÓTOPOS DO HIDROGÊNIO
He3
He4 ISÓTOPOS DO HÉLIO
ENERGIA GERADA PELAS REAÇÕES DA FUSÃO
no Sol:
(1) H1 + H1 H2 + e2 2,0 Mev
(2) H1 + H2 He3 5,5 Mev
(3) He3 + He2 He4 + H1 + H1 12,9 Mev
Outras Reações:
(4) H2 + H2 He3 + n1 3,2 Mev
H3 + H1 4,0 Mev
(5) H2 + H3 He4 + n1 17,6 Mev
(6) H2 + He3 He4 + H1 18,3 Mev