Onde podemos coletar o Hélio-3?

O hélio-3 (He-3) é um isótopo do hélio, um gás nobre que desempenha um papel crucial na composição do universo e na busca por fontes de energia limpas e sustentáveis. Embora seja raro na Terra, o hélio-3 é encontrado em quantidades relativamente maiores na Lua, onde foi depositado ao longo de bilhões de anos pelo vento solar. Para compreender completamente o potencial energético do hélio-3 lunar, é essencial examinar sua origem, sua abundância na Lua e suas aplicações potenciais na Terra.

Esse isótopo do hélio é gerado no Sol por meio de reações de fusão nuclear no núcleo estelar. Durante essas reações, átomos de hidrogênio se fundem para formar hélio-3, liberando uma quantidade significativa de energia no processo. Embora o hélio-3 seja apenas um subproduto dessas reações, sua presença é vital para entender a evolução e a composição do Sol e de outras estrelas. Essas reações nucleares ocorrem em um ambiente de extrema temperatura e pressão, o que permite que os núcleos atômicos se fundam e liberem energia. O hélio-3 é um dos produtos dessas reações nucleares, juntamente com outros elementos mais pesados, como hélio-4 e outros elementos de maior número atômico.

Após sua geração no Sol, o hélio-3 é transportado pelo vento solar em direção à Lua. O vento solar é composto principalmente de prótons e íons alfa, que são emitidos pela coroa solar a altas velocidades. Quando essas partículas atingem a superfície da Lua, elas penetram na regolito lunar, depositando uma variedade de elementos e isótopos, incluindo o hélio-3. A falta de atmosfera significativa e a gravidade mais fraca da Lua permitem que o hélio-3 permaneça na superfície lunar ao longo do tempo, sem ser disperso ou perdido facilmente.

O hélio-3 lunar despertou interesse como um potencial fonte de energia para futuras missões de exploração espacial e para a produção de energia na Terra. A fusão nuclear do hélio-3 é considerada uma forma promissora e segura de energia, produzindo menos resíduos radioativos do que os processos de fissão nuclear convencionais. No entanto, a tecnologia para aproveitar o hélio-3 como fonte de energia ainda está em estágios de pesquisa e desenvolvimento, e há desafios técnicos e econômicos a serem superados. Além disso, a fusão nuclear de hélio-3 requer temperaturas e pressões extremamente altas, o que apresenta desafios significativos para a sua implementação prática. 

Links de Livros de Ciências: https://compendiumresumos.wordpress.com/

_____________________________________________________________________

Quer fazer com uma doação? 

Chave Pix: 469454b3-5de8-4eb6-a4ee-a8c0866311f4

_____________________________________________________________________

Como foi descoberta a Radiação Nuclear?

Em 1896, Antoine Henri Becquerel fez uma descoberta singular, ele percebeu que alguns cristais de sais de Urânio conseguiam enegrecer filmes fotográficos, em outras palavras, expor as películas a esses sais era a mesma coisa que os expor ao raio-X, descobertos um ano antes por Roentgen. Esse mineral a base de Urânio parecia liberar raios invisíveis e tão energéticos quanto a luz solar. Esses raios ficaram conhecidos por um curto período de tempo como Raios B, de Becquerel. Estava aí descoberta a radiação nuclear natural.

Antoine Henri Becquerel

O prêmio Nobel de Física de 1903, foi um dos mais épicos da história, pois laureou Becquerel junto a Marie e Pierre Curie, que estudaram e isolaram o Polônio e o Rádio. O reconhecimento desses três cientistas fundamentou a radioatividade como uma característica real da matéria. Isso nos levou a compreensão de que existia uma força fundamental da natureza que auxiliava no decaimento dos núcleos atômicos.

Pierre Curie e Marie Curie

Apesar de Becquerel ser o pai da radioatividade, a família Curie foi quem teve grande empenho na área, sendo que a filha do casal Curie, Irène Juliot-Curie, junto ao seu marido Jean Frederic Juliot-Curie, foram os responsáveis pela descoberta da radiação artificial. Garantindo em 1935 o Nobel de Química a eles também, o que é fantástico, pois os Curie tornaram-se a família com mais prêmios Nobel da história. Um fato bastante interessante é que Jean Frederic Juliot aderiu o nome dos Curie devido a importância dos progenitores de Irène. Dessa forma, Irène não teria que usar o nome Juliot depois de Curie. Obviamente, essa era uma cultura da época, e se não ocorre a aceitação de Jean, eles não poderiam se usar dos “benefícios” do nome Curie.

Irène Joliot Curie e Jean Frederic Juliot Curie

Deixando a fantástica história dessa família de lado, a descoberta da radiação artificial, foi tão, ou mais impressionante, do que a descoberta da radiação natural, pois levou a humanidade a conquista da produção de materiais sintéticos, em outras palavras, elementos químicos que não existem naturalmente.

Essa incrível façanha dos Juliot-Curie ocorreu no ano de 1934, quando eles conseguiram gerar o isótopo radioativo de Nitrogênio a partir do bombardeamento de Boro com partículas alfa, ou seja, núcleos de Hélio. Eles fizeram o mesmo para a produção de átomos radioativos de Fósforo, com o bombardeamento de átomos de Alumínio com partículas alfa.

Esses isótopos não existiam na natureza e, como consequência, foi um processo de transmutação elementar, em que o alvo inicial tinha sido alcançado. A primeira transmutação foi feita por Rutherford em 1919, contudo, não havia um real objetivo de geração de um elemento em específico. Nesse caso, Rutherford bombardeou Nitrogênio com partículas alfa, produzido Flúor radioativo, o qual decaiu para oxigênio no processo de decaimento beta.

É claro que só a transmutação dos elementos já seria algo fantástico, entretanto, diferente do Oxigênio de Rutherford, os elementos gerados pelos Juliot-Curie se demonstraram radioativo, ou seja, uma fonte sintética de radioatividade. Esse fato abriu um caminho imenso para que a humanidade pudesse começar a trabalhar para a geração de materiais com pouca quantidade de matéria, mas que gerassem bastante energia pelo processo de radiação artificial.

Obviamente que a descoberta dos Juliot-Curie serviu de base para a criação de outros radioisótopos, mas algo mais fascinante ainda estava por vir, no caso, o grupo de pesquisas de Otto Hahn e Lise Meitner conseguiu gerar um efeito que produziu uma grande quantidade de energia. Esse processo eles chamaram de Fissão Nuclear, em outras palavras, o núcleo atômico havia sido partido em dois e liberado muita energia.

Otto Hahn e Lise Meitner

Posteriormente, no início dos anos 1940, na Universidade de Berkeley, foram produzidos os elementos transurânicos Netúnio e Plutônio, que são sintéticos e radioativos.

Logo, a descoberta da radiação artificial abriu as portas para a geração de energia com elementos sintéticos, como ocorrem nas usinas nucleares. Atualmente, a ideia é conseguir fazer o processo inverso ao da fissão nuclear, ou seja, conseguir fundir núcleos de isótopos do hidrogênio para a geração de Hélio e energia acumulada nos núcleos dessas espécies.

 

 

As Ondas Gravitacionais de Fundo #cienciaquimica #nasa #einstein

Em 1915, Albert Einstein cogitou que haveria a tendência de existir ondas relacionadas com o enrugamento do espaço tempo, e que elas surgiam conforme duas grandes massas orbitavam-se até se chocarem. 

Somente após 100 anos, a teoria de Einstein foi comprovada. No ano de 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser, o LIGO, conseguiu perceber essas ondas. Esse observatório corresponde a um imenso aparelho, que possui dois espelhos separados por uma linha reta de 4 km. Cada um desses espelhos é capaz de detectar um deslocamento da luz de um laser emitido na escala de milésimos do diâmetro de um próton, ou seja, algo na escala dos Femtômetro, que corresponde a 10^-15 metros. 

Basicamente o LIGO é uma espécie de L gigante, com o emissor de laser localizado no ângulo de 90°. Lá também se encontra um espelho que reflete a luz do laser nas duas direções dos catetos. Enquanto não ocorre nenhuma interferência, os lasers se mantêm travados, entretanto, se ocorrer alguma coisa que altere o espaço ao redor, haverá um deslocamento da luz e, assim a constatação do enrugamento do tecido do espaço-tempo. Além do LIGO nos EUA, também existem equipamentos similares na Europa, Ásia e na Austrália.

Obviamente as ondas gravitacionais percebidas em 2015, foram oriundas de um evento imenso ocorrido no universo, no caso, a fusão de dois buracos negros, 30 vezes maiores que o Sol, e que se encontravam a 1,3 bilhões de anos luz da Terra. Esse evento apesar de ser imenso, é de difícil detecção, uma vez que ocorrem em distâncias tão grandes da Terra, que podem chegar até nós, quando o Sol se tornar uma supernova e não existir mais vida por aqui, ou então, passaram pela Terra em épocas que a vida aqui se baseava em bactérias. Por isso é algo muito raro. 

Sabendo dessa raridade, deveria existir alguma outra fonte de percepção, uma vez que a escala que é necessária para conseguir alcançar essas variações do tecido do espaço tempo são imensas. Para isso, a pesquisa começou a tentar observar sistemas muito maiores do que 4 km, no caso, procuraram observar os relógios do universo, que são os Pulsares. Os Pulsares são estrelas de nêutrons, que devido a um poderoso campo magnético, acabam transformando sua energia rotacional em ondas eletromagnéticas, mais especificamente em ondas de rádio. Logo, essas ondas se tornam periódicas, como um pêndulo de relógio, criando assim um padrão. Esse padrão pode ser comparado com o laser do LIGO, se algo interfere nele, é um indício de perturbação cósmica. 

No decorrer de 15 anos, os cientistas analisaram mais de 100 pulsares e no ano de 2022, vários deles tiverem o padrão perturbado. O interessante foi que todos os observatórios da Terra observaram o fenômeno, indicando que não era um erro, alguma coisa imensa tinha acontecido no universo. Esse evento nada mais era do que a passagem dessas ondas, na realidade, são resquícios desses imensos choques. 

Isso tudo serve para comprovar o quanto somos minúsculos no universo, nós não conseguimos detectar essas ondulações, pois a própria Terra é muito pequena. Imagine uma chuva caindo sobre um lago, há a formação de diversas ondulações onde cada gota cai. Contudo, imagine que nosso planeta corresponda a uma única molécula de água nesse lago todo. Podemos estar em meio a uma das ondulações do tecido aquático, que jamais conseguiríamos perceber esse fenômeno. Somente, conseguindo observar algo com uma escala maior do que nós mesmos, e que possa interferir com essas ondulações. Todavia, esse observável tem que estar a uma distância imensa também, para que seja possível perceber sua presença.  

______

Links de Livros de Ciências

1. A Origem das Espécies (Darwin) - https://amzn.to/3VCDe1x

2. Pálido Ponto Azul (Sagan) - https://amzn.to/3FfsOzP

3. Cosmos (Sagan) - https://amzn.to/3FaoJww

4. O Mundo Assombrado pelos Demônios (Sagan) - https://amzn.to/3VDOmLz

5. Contato (Sagan) - https://amzn.to/3ONngzd

6. Uma Breve História do Tempo (Hawking) - https://amzn.to/3AT8LUL

7. O Universo numa Casca de Noz (Hawking) - https://amzn.to/3EHEfhX

8. Astrofísica para Apressados (Tyson) - https://amzn.to/3OHNTFM

9. Homo Deus. Uma breve história do amanhã (Harari) - https://amzn.to/3F7M55U

10. Sapiens. Uma breve história da humanidade (Harari) - https://amzn.to/3EOtY3g

11. Os Botões de Napoleão: As 17 Moléculas que Mudaram a História (Penny le Couteur) - https://amzn.to/3FjzBbz

12. O Sonho de Mendeleiev: A Verdadeira História da Química (Paul Strathern) - https://amzn.to/3XDiCIe

13. A Dança do Universo (Gleiser) - https://amzn.to/3UgfYFa

14. O Fim da Terra e do Céu (Gleiser) - https://amzn.to/3in0Uso

15. A Harmonia do Mundo (Gleiser) - https://amzn.to/3XESEEd

Qual a diferença entre Física Quântica e Química Quântica? #cienciaquimica #quantica #science

Química Quântica e Física Quântica são duas áreas da Ciência que trazem muita dúvida e um certo receio de discussão, pois são "coisas" muito complexas. E sim, isso é verdade, são "coisas" muito complexas, pois necessitam de uma matemática mais elaborada, todavia, as ideias que descrevem a Quântica são bastante elegantes e, em um certo grau, até mesmo simples. O complicado dessas ideias são as aplicações, uma vez que dependem dessa matemática mais profunda. 

Nos primórdios da Quântica, basicamente, se discutiu como poderia ser possível um elétron (carga negativa), não se chocar com o núcleo (carga positiva), uma vez que cargas opostas se atraem. Ou seja, deveria existir alguma coisa que poderia manter as partículas negativas em uma órbita, interagindo com o núcleo, mas distantes o suficiente para não se chocarem. Essa "coisa" são energias, as quais não são contínuas, mas sim discretas (possuem quantidades de energia específica). 

Tomando por base essa ideia, a física estuda as características das partículas subatômicas e como elas podem mediar as quatro forças fundamentais da natureza.

Sendo assim, a Física Quântica se mostra como uma grande área, a qual pode levar ao estudo de "coisas" muito específicas, como emaranhamento quântico, cromodinâmica, superposição de estados, dentre outras coisas. 

Por outro lado, a Química Quântica se mostra como uma subárea da Física Quântica, pois se utiliza de aspectos da física para estudar e compreender as energias discretas que existem na distribuição dos elétrons ao redor do núcleo, além das energias que existem em ligações químicas e formação de moléculas. 

Sendo assim, a diferença entre essas duas formas de interpretação da Quântica se dá pela fato da Física estudar aspectos relacionados com forças, leis e partículas fundamentais, enquanto que a Química visa entender as energias envolvidas nas reações e nas interações entre os átomos. 

_________________________

Links de Livros de Ciências

1. A Origem das Espécies (Darwin) - https://amzn.to/3VCDe1x

2. Pálido Ponto Azul (Sagan) - https://amzn.to/3FfsOzP

3. Cosmos (Sagan) - https://amzn.to/3FaoJww

4. O Mundo Assombrado pelos Demônios (Sagan) - https://amzn.to/3VDOmLz

5. Contato (Sagan) - https://amzn.to/3ONngzd

6. Uma Breve História do Tempo (Hawking) - https://amzn.to/3AT8LUL

7. O Universo numa Casca de Noz (Hawking) - https://amzn.to/3EHEfhX

8. Astrofísica para Apressados (Tyson) - https://amzn.to/3OHNTFM

9. Homo Deus. Uma breve história do amanhã (Harari) - https://amzn.to/3F7M55U

10. Sapiens. Uma breve história da humanidade (Harari) - https://amzn.to/3EOtY3g

11. Os Botões de Napoleão: As 17 Moléculas que Mudaram a História (Penny le Couteur) - https://amzn.to/3FjzBbz

12. O Sonho de Mendeleiev: A Verdadeira História da Química (Paul Strathern) - https://amzn.to/3XDiCIe

13. A Dança do Universo (Gleiser) - https://amzn.to/3UgfYFa

14. O Fim da Terra e do Céu (Gleiser) - https://amzn.to/3in0Uso

15. A Harmonia do Mundo (Gleiser) - https://amzn.to/3XESEEd

Visitei o SIRIUS, o acelerador de partículas BRASILEIRO! #sirius #cienciaquimica #science

Na cidade de Campinas existe o maior acelerador de partículas da América Latina, o SIRIUS, que é um acelerador de quarta geração, sendo uma estrutura imensa, a qual custou R$ 1,3 bilhões de reais. O SIRIUS se encontra dentro do CNPEM - Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, que é um grande polo de pesquisas, o qual oferece cursos de graduação e pós-graduação, oportunidades de pesquisa e parcerias científicas. 

No SIRIUS é possível desenvolver estudos que vão desde a análise da energia de partículas (como o elétron), assim como o estudo da estrutura de moléculas imensas (proteínas e polímeros) e, dessa forma, contribuir para o avanço de novos materiais. Os novos materiais podem contribuir com o desenvolvimento de fontes de energia, fármacos, substâncias que causam menos impactos ambientais, dentre diversos usos para tecnologias. 

A ideia do acelerador de partículas é o de ter um conjunto de eletroímãs, que interferem com seus campos controlados no movimento, velocidade e trajetória de elétrons. No caso do SIRIUS, os elétrons são acelerados a uma velocidade altíssima (não chega na velocidade da luz, pois o elétron tem massa), entretanto, quando o mesmo passa por um campo criado por um dipolo eletromagnético, esse eletroímã se comporta como sendo uma espécie de freio, que diminui bruscamente a velocidade da partícula. Quando o elétron diminui bruscamente sua velocidade, há a liberação de energia, a qual ocorre na forma de um fóton. Essa luz é conhecida como luz sincrotron. 

Conforme é liberada a luz sincrotron, é possível usa-la para análise de materiais, sendo que, baseado na absorção dessa luz ou reflexão dela, obtém-se dados em relação a energia, como a excitação energética do material em análise.

Vale ressaltar que o SIRIUS é uma poderosa ferramenta e tecnologia projetada no Brasil, sendo extremamente avançada essa conquista. Similar ao SIRIUS, existe um acelerador na Suécia. Em outras palavras, um país que visa o desenvolvimento científico, tecnológico e, obviamente, o social, em algum momento de sua história, vai ter que construir um acelerador de partículas.  

_____________________________________________________________________

Links de Livros de Ciências

1. A Origem das Espécies (Darwin) - https://amzn.to/3VCDe1x

2. Pálido Ponto Azul (Sagan) - https://amzn.to/3FfsOzP

3. Cosmos (Sagan) - https://amzn.to/3FaoJww

4. O Mundo Assombrado pelos Demônios (Sagan) - https://amzn.to/3VDOmLz

5. Contato (Sagan) - https://amzn.to/3ONngzd

6. Uma Breve História do Tempo (Hawking) - https://amzn.to/3AT8LUL

7. O Universo numa Casca de Noz (Hawking) - https://amzn.to/3EHEfhX

8. Astrofísica para Apressados (Tyson) - https://amzn.to/3OHNTFM

9. Homo Deus. Uma breve história do amanhã (Harari) - https://amzn.to/3F7M55U

10. Sapiens. Uma breve história da humanidade (Harari) - https://amzn.to/3EOtY3g

11. Os Botões de Napoleão: As 17 Moléculas que Mudaram a História (Penny le Couteur) - https://amzn.to/3FjzBbz

12. O Sonho de Mendeleiev: A Verdadeira História da Química (Paul Strathern) - https://amzn.to/3XDiCIe

13. A Dança do Universo (Gleiser) - https://amzn.to/3UgfYFa

14. O Fim da Terra e do Céu (Gleiser) - https://amzn.to/3in0Uso

15. A Harmonia do Mundo (Gleiser) - https://amzn.to/3XESEEd