Whatsapp icon Whatsapp

Acelerador de partículas

Para aumentar a velocidade das partículas que bombardearão o núcleo de um elemento, usa-se um acelerador de partículas
Para aumentar a velocidade das partículas que bombardearão o núcleo de um elemento, usa-se um acelerador de partículas

O texto “Radioatividade Artificial” mostrou que para que ocorra uma transmutação, isto é, para que núcleos estáveis de elementos naturais se transformem em núcleos de outros elementos químicos, é necessário que ocorra um bombardeamento desse núcleo estável com determinadas partículas.

Entre essas partículas-projéteis, os nêutrons se mostram muito eficientes, pois como eles não possuem carga elétrica, eles não sofrem influência do núcleo, que é positivo. Assim, os nêutrons não sofrem ação dos campos elétricos dos átomos e seguem seu trajeto sem perder energia.

No entanto, as outras partículas (alfa, próton, dêuteron) possuem carga positiva, igual à do núcleo. Portanto, ocorre uma repulsão e quanto maior o número atômico do elemento (quanto maior o número de prótons), maior será a carga positiva e maior será a força de repulsão.

Para vencer essa repulsão, as partículas-projéteis precisam ser aceleradas a velocidades muito altas.  Isso é feito no acelerador de partículas.

Definição conceitual de acelerador de partículas

Essas partículas são obtidas por meio da emissão natural de elementos radioativos e depois da sua aceleração no aparelho. Os principais tipos de aceleradores são: Gerador de van de Graaf, Acelerador linear e Cíclotron de Lawrence.

  • Cíclotron de Lawrence: a seguir vemos a figura de Ernest O. Lawrence e, no canto inferior direito, vemos o primeiro acelerador de partículas (cíclotron).

Lawrence e seu acelerador de partículas (cíclotron)

O nome cíclotron significa “canhão circular”, pois ele é formado por duas partes na forma de D, que são eletrodos ocos, separados por um espaço intermediário. Dessa forma, juntos parecem uma circunferência.

Seu funcionamento ocorre da seguinte maneira: quando uma partícula é lançada no espaço entre os eletrodos, ela é alternadamente atraída por um e repelida pelo outro, pois eles são alimentados por uma corrente alternada de alta frequência que faz com que eles fiquem ora carregados positivamente ora negativamente. Com isso, a trajetória circular da partícula é acelerada cada vez mais, transformando-se em trajetória em espiral, até que ela é lançada por uma fenda em direção ao núcleo-alvo.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Esquema do funcionamento do cíclotron de Lawrence

  • Gerador de van de Graaf: o processo de funcionamento desse equipamento é chamado de “efeito de ponta”. As pontas, que são os pentes metálicos, estão ligadas a uma cúpula metálica com uma correia de borracha isolante que serve de meio para os elétrons, que são retirados do pente 1 e capturados pelo pente 2.

Com isso, a cúpula vai se carregando positivamente e seu campo elétrico torna-se extraordináriamente alto. As pontas ficam ao redor de uma saliência pontiaguda de um corpo condutor. Os íons positivos estão na fonte do tubo e com a força do campo elétrico eles são, então, repelidos violentamente na direção do alvo.

Esquema do funcionamento de um gerador de van de Graaf

  • Acelerador linear: as partículas passam pelo interior de cilindros ocos sucessivos, que são alimentados por uma corrente elétrica de alta voltagem e frequência muito elevadas. Por exemplo, quando a fonte emite partículas com carga positiva, o primeiro cilindro torna-se fortemente carregado negativamente, atraíndo as partículas. Quando elas estiverem na metade do cilindro, ele torna-se positivo e elas são repelidas para o segundo cilindro que está carregado negativamente. E isso continua de modo sucessivo, até que as partículas adquiram a aceleração desejada.

Acelerador de partículas linear

O maior acelerador de partículas do mundo é o LHC (Large Hadron Collider), situado em Genebra, Suíça. Para saber mais sobre esse acelerador, leia o texto “O maior acelerador de partículas do mundo”.

Por meio do uso desses aceleradores, já foi possível produzir vários elementos transurânicos, isto é, com número atômico maior que o do urânio (Z > 92), em laboratório. Entre eles estão o netúnio (Np), o plutônio (Pu), o amerício (Am), o cúrio (Cm), o berquélio (Bk), o califórnio (Cf), o einstênio (Es) e o férmio (Fm).

Publicado por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Artigos Relacionados

Energia do futuro
Saiba mais sobre a fusão nuclear.
Usina nuclear
Saiba mais sobre o funcionamento das usinas nucleares. Conheça as principais vantagens e desvantagens da utilização nuclear de energia.
video icon
Escrito"Simple Future" em fundo azul.
Inglês
Simple Future | Will
Hello guys! Meu nome é Richard e sou professor de Inglês. Hoje vamos aprender sobre o Simple future com o verbo Will, mas antes, não se esqueça de se inscrever no nosso canal, ativar o sininho e ficar ligado em todas as nossas atualizações, right?

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Pessoa com as pernas na água
Saúde e bem-estar
Leptospirose
Foco de enchentes pode causar a doença. Assista à videoaula e entenda!
video icon
fone de ouvido, bandeira do reino unido e caderno escrito "ingles"
Gramática
Inglês
Que tal conhecer os três verbos mais usados na língua inglesa?
video icon
três dedos levantados
Matemática
Regra de três
Com essa aula você revisará tudo sobre a regra de três simples.