Urânio é uma faca de dois gumes.

Só de ler esse nome a gente já pensa em bombas nucleares, né? Mas a principal utilidade do urânio enriquecido é gerar energia elétrica. Ele recebe o adjetivo porque o urânio encontrado na natureza é bastante "pobre": 99,27% do metal é formado por urânio-238, que não serve para as usinas nucleares. Energeticamente falando, o que interessa mesmo é o urânio-235 (U-235), que compõe menos que 1% da massa total do urânio extraído nas minas. O produto enriquecido nada mais é que o metal bruto com uma porcentagem de U-235 aumentada artificialmente. Quando essa quantidade chega a 2% ou 3%, o produto já é capaz de gerar energia nas usinas.

Mesmo com essa proporção aparentemente baixa, a força que tal matéria-prima gera é absurda: alguns gramas de urânio enriquecido fornecem energia equivalente à da queima de toneladas de carvão ou de milhões de litros de gasolina. Esse poder todo vem da fissão, ou seja, da quebra dos átomos do U-235. Não existe forma mais eficiente de obter energia do que quebrar átomos. E o U-235 tem justamente a propriedade de se romper sem resistência. Basta lançar uma partícula - um nêutron, no caso -, para que ele arrebente e gere energia pura. Um exemplo funesto dessa força está nas bombas atômicas. A diferença é que o urânio dessas armas é bem mais rico em U-235 que o das usinas. O urânio-238 que sobra do enriquecimento não vai todo para o lixo. Entre outras coisas, ele pode ser convertido em plutônio, que também serve para as usinas nucleares e, infelizmente, para a fabricação de mais bombas.

Concentração perigosaNível de enriquecimento torna o metal útil para usinas ou para bombas atômicas

1. O urânio sai das minas na forma de dióxido de urânio (UO2), misturado a argila, enxofre e outras impurezas. Uma tonelada desse metal na natureza contém apenas 7 quilos de urânio-235 (U-235), o ideal para gerar energia nuclear. O principal composto restante é o menos aproveitável urânio-238 (U-238)

2. O urânio bruto é limpo com elementos como ácido sulfúrico e transformado em pó. Depois, é submetido a um gás à base de flúor sob uma temperatura de 550 ºC, tornando-se uma substância gasosa também. Esse produto passa por um novo banho de flúor, a 350 ºC, e vira um gás com moléculas compostas por um átomo de urânio e seis de flúor (UF6)

3. O UF6 é direcionado contra uma espécie de peneira, uma barreira cheia de poros microscópicos. O U-235 é menor que o U-238 e passa pelos poros mais facilmente. A passagem pela "peneira" é repetida até a concentração de U-235 chegar ao nível desejado. Depois, outros processos separam o urânio enriquecido do flúor e transformam o metal gasoso em tabletes sólidos

4A. O urânio pobre - o U-238 barrado na "peneira" — também tem utilidade. Ele é aplicado na blindagem de tanques de guerra e na construção de projéteis (munições), já que é 2,5 vezes mais pesado que o aço. Mas também há um uso civil: denso, ele serve como contrapeso na carcaça de aviões

4B. O urânio pouco enriquecido, com 2% a 4% de U-235, é suficiente para as usinas nucleares. Nelas, a energia criada pela fissão desses átomos é usada para ferver água. E o vapor resultante move as turbinas, gerando eletricidade. Esse mesmo urânio também é usado para impulsionar submarinos e porta-aviões nucleares

4C. O metal altamente enriquecido tem entre 90% e 99% de U-235. Como essa concentração é muito grande, o produto gera uma energia absurda em frações de segundo. Por isso esse é o urânio enriquecido usado nas bombas atômicas. Alguns gramas dele causam mais destruição do que a vista em Hiroshima, no Japão, em 1945

Historia da bomba de hidrogênio.

Hans Albrecht Bethe (1906-2005) foi um dos responsáveis pelas descrição de como a fusão nuclear podia produzir a energia que faz as estrelas brilharem. Esta teoria foi publicada no seu artigo A Produção de Energia nas Estrelas, publicado em 1939, e que lhe valeu o prêmio Nobel em 1967.

Hans Bethe tomou os melhores dados das reações nucleares existentes e mostrou, em detalhe, como quatro prótons poderiam ser unidos e transformados em um núcleo de hélio, libertando a energia que Eddington havia sugerido. O processo que Bethe elaborou no seu artigo, atualmente conhecido como o Ciclo do carbono, envolve uma cadeia complexa de seis reações nucleares em que átomos de carbono e nitrogênio agem como catalisadores para a fusão nuclear. Naquela época, os astrônomos calculavam que a temperatura no interior do Sol fosse de cerca de 19 milhões de Kelvin, e Bethe demonstrou que, àquela temperatura, o ciclo do carbono seria o modo dominante de produção de energia.

Na mesma época, além de Hans Bethe, o físico alemão Carl Friedrich von Weizäcker (1912-) e Charles Critchfield (-1994) identificaram várias das reações de fusão nuclear que mantêm o brilho das estrelas.

A descoberta da fissão nuclear ocorreu a 10 de dezembro de 1938 e foi descrita num artigo submetido ao Naturwissenchaften a 22 de dezembro de 1938, pelos alemães Otto Hahan (1879-1968) e Fritz Strassmann (1902-1980) e pela austríaca Lise Meitner (1878-1968).

O italiano Enrico Fermi (1901-1954) foi uma das pessoas mais importantes no desenvolvimento teórico e experimental da bomba atômica. Quando Benito Mussolini (1883-1945) aprovou o Manifesto della Razza a 14 de Julho de 1938, impondo leis racistas na Itália fascista, Enrico decidiu aceitar o emprego oferecido pela Columbia University, nos Estados Unidos. Ele e a sua família partiram de Roma para a cerimônia de entrega do Prémio Nobel a Fermi em Dezembro de 1938 e nunca retornaram à Itália. O Nobel foi-lhe dado por seu estudo sobre a radioatividade artificial, com as suas experiências de bombardeamento de urânio com neutrões, criando novos elementos mais pesados, e o seu aumento pela redução da velocidade dos neutrões. Fermi havia descoberto que quando ele colocava uma placa de parafina entre a fonte de neutrões e o urânio, aumentava a radioactividade, pois aumentava a chance do neutrão ser absorvido pelo núcleo de urânio.

Em 1934, o húngaro Leo Szilard (1898-1964) já havia patenteado a ideia da reação em cadeia e, a 2 de dezembro de 1942, Fermi conseguiu construir uma massa crítica de U235/U238 não separados (na natureza somente 0,7% são do U235 que é ativo), usando grafite para reduzir a velocidade dos neutrões e acelerar a produção de neutrões secundários. Na experiência, ele utilizou barras de cádmio como absorventes de neutrões para regular a experiência e produziu um crescimento exponencial do número de neutrões, isto é, uma reação em cadeia.

Em 1939, os físicos já sabiam que água pesada agia como um moderador, isto é, redutor de velocidade dos neutrões, como a parafina. A água normal (leve) consiste de dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O). Na água pesada, dois isótopos de hidrogênio, deutério, unem-se com o oxigênio. Água pesada é ainda hoje utilizada como moderador em reatores nucleares de urânio natural.

Em 1939, Szilard convenceu Albert Einstein (1879-1955), um importante físico, com quem ele tinha trabalhado em 1919 em Berlim, a mandar uma carta para o presidente americano Franklin Delano Roosevelt (1933-1945) sobre o desenvolvimento pelos alemães de armas atômicas e pedindo ao presidente que iniciasse um programa americano, que mais tarde se chamaria Projecto Manhattan, chefiado pelo americano Julius Robert Oppenheimer (1904-1967), e levaria ao desenvolvimento do Los Alamos National Laboratory, ao teste Trinity, a 16 de Julho de 1945, com a explosão da primeira bomba atômica em Alamogordo, no Novo México, e à construção das bombas Little Boy (de 20 mil toneladas de T.N.T - 20 KiloTons) e Fat Man, que seriam utilizadas em Hiroshima e Nagasaki em 6 e 9 de Agosto de 1945.

O húngaro Edward Teller (1908-2003), sob protestos de Fermi e Szilard, chefiou o desenvolvimento da bomba de fusão de hidrogênio, que utiliza uma bomba de fissão como gatilho para iniciar a colisão do deutério com o trítio. A bomba de hidrogênio, Ivy Mike (com intensidade equivalente à detonação de 10,4 megatoneladas de T.N.T.) foi testada a 31 de Outubro de 1952, em Eniwetok.

A primeira bomba de hidrogênio explodiu durante uma experiência feita pelos Estados Unidos em 1952. Detonou com uma força de dez megatons, igual à explosão de dez milhões de toneladas de TNT, um forte explosivo convencional. A potência desta terrível arma mostrou ser 750 vezes superior à das primeiras bombas atômicas e suficiente para arrasar qualquer grande cidade.

Em 1961, a Rússia experimentou a bomba mais poderosa até então concebida (apelidada de Tsar Bomba), à qual foi atribuída uma força de 57 megatons.

Até os dias de hoje, início do século XXI, ainda não é possível controlar a reação de fusão nuclear para aplicações pacíficas, como já é realizado como a fissão nuclear. Um dos fatores que pesam contra o seu uso é a falta de uma maneira para se controlar temperaturas altíssimas (cerca de 100 milhões de graus Celsius).