Em quê os NÊUTRONS podem ser úteis?

Um nêutron é um hádron, do tipo bárion, formado por 2 quarks D e 1 quark U. A grande diferença entre prótons e nêutrons é que os prótons tem uma carga positiva, e os nêutrons não tem carga. 

Sendo assim, um nêutron muitas vezes é considerado como uma partícula que auxilia na formação da massa dos átomos, uma vez que, se forem somados os números dos prótons e o número de nêutrons presente em um núcleo atômico, torna-se possível determinar a massa do átomo, a qual é dada em unidades atômicas (u). Contudo, a massa atômica é uma consequência da real função dos nêutrons, o qual é agir como uma espécie de amortecedor. 

Os núcleos são compostos por prótons (além dos nêutrons), ou seja, partículas carregadas positivamente e, também, sabemos que as cargas iguais se repelem, contudo, existe uma distância ótima, a qual permite que essas cargas se mantenham próximas, mas sem a repulsão. 

Os nêutrons criam uma estrutura no núcleo dos átomos que, ajudam a encapsular os prótons e, também, a mantê-los afastados o suficiente para que não ocorra uma repulsão grande o bastante para a destruição do núcleo. Ou seja, eles são como amortecedores. Obviamente, essa característica neutra deles se dá devido aos tipos de quarks que o compõem. No caso, a carga do quark U é de 2/3 e, enquanto a carga do quark D é -1/3 e. Como são 2 quarks D, então na somatória fica 2/3 – 2/3, logo a carga dos nêutrons é igual a zero. 

Sendo assim, na maioria das vezes a quantidade de nêutrons no núcleo, acaba sendo maior que a quantidade de prótons, o que tem influência na massa do núcleo ser, em número, um pouco maior que o dobro do número atômico. Entretanto, existem núcleos que se estabilizam muito fortemente, pois os números mágicos também são aplicados aos nêutrons. Os elementos que possuem números mágicos de nêutrons são poucos, totalizando algo em torno de 13 elementos, em outras palavras seus isótopos. E dentre esses, é mais raro ainda os que se apresentam com números mágicos de nêutrons e prótons, o que os tornam muito estáveis, ou seja, é muito difícil de remover um próton do núcleo. São eles: He, O e Ca.

Existem elementos que são formados por números de prótons e nêutrons que são diferentes, mas que se aproximam muito dos números mágicos. São eles: Pb, com 82 prótons e 125 nêutrons, e o Bi, com 83 prótons e 126 nêutrons. 

E, basicamente, desses elementos que possuem um núcleo altamente estável, que surgem as sementes para os elementos transurânicos. Por exemplo, o elemento sintético que tem o maior número atômico é o Oganessônio (Og), o qual foi gerado a partir de um átomo de Ca e de Bk. 

Dos elementos sintéticos, até o Cúrio (Cm), ocorre o bombardeamento no elemento anterior com nêutrons, para dessa forma ocorrer o processo de decaimento beta, do nêutron a um novo próton. Porém, desse elemento para frente, são utilizadas partículas alfa, que são núcleos de He, ou seja, um elemento com números mágicos tanto para prótons quanto para nêutrons. Isso é feito do Califórnio (Cf) ao Mendelevio (Md). A partir do Nobelio (No) são utilizados átomos de Carbono, que é estável, pois possui números iguais de prótons e nêutrons. Isso vai até o Rutherfordio (Rf), que surge da fusão de C + Cf. A partir daqui a massa dos elementos começa a ficar muito grande, ou seja, há a presença de muitos prótons e, como consequência, a quantidade de nêutrons, que são os amortecedores do núcleo, fica muito maior que a de prótons. Logo, os próximos elementos precisam ser fundidos por átomos de elementos sintéticos com átomos de elementos naturais com núcleos massivos e estáveis, como é o caso do Ca, Pb e Bi. 

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O NÚCLEO ATÔMICO é como uma CONCHA?

O termo "concha nuclear" geralmente está associado à estrutura de camadas de núcleons (prótons e nêutrons) dentro de um núcleo atômico. Isso está relacionado à teoria do modelo de camadas nucleares, que descreve a organização dos núcleons dentro de um núcleo atômico de uma maneira semelhante à organização dos elétrons em camadas ao redor do núcleo em um átomo.

O modelo de camadas nucleares é usado para explicar certas propriedades dos núcleos atômicos, como a estabilidade nuclear e as energias de ligação. De acordo com esse modelo, os núcleons ocupam diferentes camadas, cada uma caracterizada por um número quântico principal (n). Assim como os elétrons em um átomo preenchem camadas eletrônicas, os núcleons preenchem camadas nucleares.

As camadas nucleares são chamadas de "conchas nucleares", e a ocupação dessas conchas influencia as propriedades do núcleo. Cada concha pode acomodar um número específico de núcleons, e quando uma concha é completamente preenchida, isso confere uma estabilidade adicional ao núcleo. O modelo de camadas nucleares é especialmente útil para explicar a estabilidade de certos números mágicos de prótons e nêutrons, nos quais os núcleos apresentam uma maior estabilidade e energia de ligação.

É importante notar que o modelo de camadas nucleares é uma simplificação e pode não explicar completamente todos os detalhes da estrutura nuclear. Outras teorias, como a teoria de campos nucleares, também são usadas para descrever propriedades nucleares.

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O misterioso ELEMENTO 43

O metal Tecnécio (Tc), foi o primeiro elemento químico a ser sintetizado, sendo que esse grandioso feito ocorreu no ano de 1937 quando os cientistas italianos, Carlo Perrier e Emilio Segrè, conseguiram sua produção com auxílio de um sincrotron. Basicamente eles adicionaram um nêutron no núcleo de um metal chamado Molibdênio (Mo), o qual possui 42 prótons, contudo, pelo processo de decaimento beta, esse nêutron a mais se converte a um próton, aumentando assim o número atômico e, convertendo a espécie elementar, para um novo elemento químico. A grande questão em torno do Tc é que, diferente dos outros elementos sintéticos, ou seja, transurânicos, ele possui uma massa e número de prótons muito baixos, e diferente dos elementos químicos naturais, ele não possui isótopos estáveis. Ou seja, é um elemento muito diferente do padrão.

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Qual a verdade sobre o ELEMENTO 115?

O elemento químico 115, o Moscóvio (Mc), é um elemento sintético transurânico, e sua história se inicia em 2004, com uma equipe de cientistas Norte Americanos e Russos, que conseguiram fundir átomos de Cálcio com átomos de Amerício. Nesse processo foram gerados apenas 4 átomos de Mc, sendo que, a princípio, foi dado o nome sistemático de Unumpentium (Uup) a ele, ou seja, cento e quinze. Contudo, só em 2013, físicos suecos da universidade de Lund conseguiram replicar o Uup, que em 2016, foi batizado de Moscóvio (Mc) em homenagem a capital da Rússia.

Basicamente, o Mc é um metal, transurânico e radioativo, que provavelmente tenha aparência do Urânio, ou seja, um sólido cinza metálico. No processo de síntese do Mc, também foi descoberto outro elemento químico transurânico, o Niônio (Nh), com 113 prótons. Isso ocorre pois o Mc libera uma partícula alfa, que é um núcleo de He, durante sua decomposição.

A grande polêmica em torno do Mc é que no ano de 1989, um autointitulado físico norte americano chamado Bob Lazar, veio a público expondo informações sobre possíveis estudos dos militares com engenharia reversa de naves extraterrestre na chamada área 51, a qual é uma base militar que faz operações sigilosas. 

Bob Lazar

O caso ganha repercussão quando Lazar diz que trabalhou em um local chamado S-4 nas proximidades da área 51, sendo somente reconhecida pela CIA no ano de 2013. Segundo ele, nessa base experimentos com o elemento 115 tinham sido feitos. Essas alegações foram feitas no ano de 1989, e o Mc só viria a ser sintetizado 15 anos depois, o que gerou uma teoria de credibilidade a Lazar, principalmente nos anos posteriores a 2013, uma vez que o Mc havia sido comprovado pelo laboratório sueco e, pelo fato da CIA reconhecer a área 51 no mesmo ano. 

Segundo Lazar, o Mc seria gerado em estrelas distantes, onde os isótopos seriam estáveis, e usados para geração de energia de motores de antigravidade. O problema em torno disso, é que a mesma física aplicada na Terra, também se aplica nos outros cantos do universo. Não importa que em uma estrela possa haver mais energia, a força fraca nuclear vai promover o decaimento de elementos químicos instáveis. Na natureza não existe possibilidade de um sistema se dirigir para um estado de energia mais elevada, sendo que existe um caminho de energia mais baixa. 

Um outro problema para a teoria de Lazar é que ele diz que o material produz a antigravidade, um outro fato que não faz sentido físico, uma vez que para existir antigravidade, é necessário que um sistema gerado por antimatéria se comporte diferente do sistema normal. Atualmente existe um experimento que comprova que a antigravidade não existe, sendo necessário uma armadilha de antimatéria, que é uma espécie de garrafa pela qual é passado um campo de força magnético extremamente forte, fazendo com que as partículas de antimatéria fiquem suspensas em seu centro. Contudo, conforme esses campos são desligados, as partículas são atraídas para a parte inferior da garrafa, comprovando que partículas de antimatéria são afetadas pela força da gravidade. 

Logo, a teoria de Lazar, em relação a antigravidade se mostra falha, uma vez que a mesma é um delírio científico. Somando então, a instabilidade do Moscóvio e do fato da antigravidade não ser algo funcional, a teoria de Lazar é altamente desacreditada. Quando questionadas as instituições de ensino superior, no caso o MIT e a CALTECH, onde ele disse ter estudado, as mesmas negaram que ele passou por lá em algum momento de sua história. Não existem registros algum de sua presença, seja por fotos, relatórios ou mesmo amigos que se formaram juntos a ele.  

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Quem ganhou o Nobel de Química de 2024?

 O Prêmio Nobel de Química de 2024 foi concedido a David Baker, Demis Hassabis e John Jumper, por suas contribuições revolucionárias na área de estruturas de proteínas. A metade do prêmio foi para Baker, por seu trabalho em "design computacional de proteínas", que permitiu a criação de novos tipos de proteínas artificiais com aplicações que vão desde medicamentos até nanomateriais. A outra metade foi compartilhada por Hassabis e Jumper, que desenvolveram o AlphaFold2, um modelo de inteligência artificial que previu com precisão a estrutura tridimensional de praticamente todas as proteínas conhecidas, algo que a ciência buscava há 50 anos. Este avanço tem um impacto significativo, permitindo maior compreensão de doenças, como a resistência a antibióticos, e facilitando o desenvolvimento de novos tratamentos e materiais sustentáveis.

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De onde surgem os NÊUTRONS na fusão de H para gerar He?

 A produção de hélio no Sol é um processo fascinante que ocorre em seu núcleo, onde enormes pressões e temperaturas extremamente altas proporcionam o ambiente ideal para reações nucleares ocorrerem. O hélio, o segundo elemento mais abundante no universo depois do hidrogênio, é gerado principalmente através de um processo chamado fusão nuclear.

No núcleo do Sol, a temperatura e a pressão são tão intensas que os átomos de hidrogênio se fundem para formar hélio. Esse processo é conhecido como fusão nuclear, e é a fonte primária de energia que alimenta o Sol. A fusão nuclear ocorre quando os núcleos de átomos de hidrogênio, ou prótons, se fundem para formar núcleos de hélio, liberando uma quantidade enorme de energia no processo.

A reação de fusão nuclear que ocorre no núcleo do Sol é conhecida como ciclo próton-próton. Neste ciclo, quatro núcleos de hidrogênio se fundem para formar um núcleo de hélio, liberando partículas subatômicas chamadas neutrinos, bem como energia na forma de radiação eletromagnética, que é a luz e o calor que experimentamos na Terra.

Embora o hélio seja produzido no núcleo do Sol, leva milhões de anos para que a energia gerada pela fusão nuclear atinja a superfície do Sol e seja liberada no espaço como luz solar. Este processo contínuo de produção de hélio através da fusão nuclear é fundamental para a estabilidade e a longevidade do Sol como uma estrela. É também uma fonte vital de energia para todos os seres vivos e processos na Terra, pois a luz solar impulsiona o clima, o ciclo da água e a fotossíntese nas plantas.

P.S.: Infelizmente, 2 erros aconteceram durante a edição do vídeo, desde já peço desculpas.

1) Aos 8:03 minutos, acabei usando um nêutron (bolinha amarela) se aproximando do Deutério. Aquele deveria ser um próton (bolinha azul). 

2) Aos 11:08 minutos, eu falei que ocorre o decaimento beta normal, só que não é verdade, ocorre o decaimento beta positivo. Na própria imagem é possível ver o próton (bolinha azul) passando para nêutron (bolinha amarela), sendo necessário a liberação de um pósitron e um neutrino do elétron, e não de um elétron e seu neutrino. 

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COMO GERAR O ELEMENTO 119?

Os elementos transurânicos são elementos químicos que têm números atômicos maiores do que o urânio, o elemento com número atômico 92. Eles são extremamente pesados e geralmente são criados artificialmente em laboratórios através de reações nucleares, já que são instáveis e não são encontrados naturalmente na Terra em quantidades significativas.

A dificuldade em gerar elementos transurânicos está intrinsecamente ligada à sua própria natureza. Em primeiro lugar, para criar esses elementos, é necessário iniciar com materiais nucleares pesados, como urânio ou plutônio, e submetê-los a bombardeios de partículas subatômicas, como nêutrons. Esse processo geralmente ocorre em aceleradores de partículas, onde os núcleos atômicos são forçados a colidir em altas velocidades.

Uma vez que os núcleos atômicos colidem, há uma pequena chance de que ocorra uma fusão nuclear, resultando na formação de um novo elemento. No entanto, essa probabilidade é extremamente baixa, já que a maioria das colisões resulta em reações nucleares diferentes ou mesmo na fragmentação dos núcleos envolvidos.

Além disso, os elementos transurânicos tendem a ser altamente instáveis e radioativos, o que significa que eles se decompõem rapidamente em outros elementos mais leves através de processos de emissão de partículas radioativas, como alfa, beta ou emissão de nêutrons. Isso torna difícil estudá-los e manipulá-los, já que sua vida útil é muitas vezes muito curta.

Outra dificuldade é a escassez de isótopos adequados para a síntese desses elementos. Nem todos os isótopos de um elemento podem ser utilizados para produzir elementos transurânicos. Alguns isótopos podem ser muito estáveis para participar de reações nucleares eficazes, enquanto outros podem ser muito instáveis e se degradar rapidamente antes que a reação desejada ocorra.

Por todas essas razões, a produção de elementos transurânicos é um desafio extremamente complexo e requer tecnologia de ponta, recursos significativos e uma compreensão profunda da física nuclear. Apesar dessas dificuldades, a pesquisa nesse campo é crucial para expandir nosso conhecimento sobre a estrutura dos átomos e para explorar as fronteiras da química e da física nucleares.

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