Física Nuclear

O estudo dos nêutrons e prótons e das interações das partículas de núcleos atômicos é feito pela Física Nuclear. O espaço entre essas partículas é muito pequeno, de aproximadamente (10-9 m) nanômetros. Por isso, a física nuclear estuda e pesquisa fenômenos e eventos bem específicos, entre eles os seguintes:

• Fusões nucleares
• Fissões nucleares
• Decaimentos radioativos
• Transição de energia

O objetivo dos experimentos e das teorias da física nuclear é apresentar como os núcleos são constituídos e sua maneira de funcionamento. Através das respostas obtidas desses trabalhos teóricos, é possível desenvolver uma série de componentes usados no dia a dia, desde equipamentos para geração de energia de fonte nuclear até a elaboração de equipamentos para tratamentos médicos que precisam de radiação, por exemplo.

Por isso, a física nuclear está presente em diversas atividades do nosso dia a dia, na indústria, na medicina, na produção agrícola, para preservar o meio ambiente, para estudos de eficiência energética, em trabalhos e estudos astronômicos e muito mais.

A medicina nuclear só foi possível devido aos trabalhos intensos feitos com a física nuclear. Na saúde, a física nuclear é importante para a realização de exames com imagens e tratamentos de pessoas com câncer, principalmente por meio da radiação, com iodo-131 e césio-137.

Nos tratamentos oncológicos, a física nuclear atua em diversas frentes, entre as quais estão as seguintes:

• Emitir íons
• Emitir neutros
• Emitir prótons
• Emitir íons pesados
• Promover radiação eletromagnética ionizante

Para exames, vários equipamentos se apoiam na física nuclear para oferecer dados precisos para os médicos, com destaque para os seguintes procedimentos:

• Tomografia computadorizada feita com fótons simples
• Tomografia feita com pósitrons
• Ressonância magnética nuclear
• Entre outros

As imagens obtidas por esses exames são cheias de detalhes e os pacientes são expostos de maneira segura em um momento de diagnóstico, para avaliação de estruturas internas, sem a necessidade de intervenção cirúrgica.

Os estudos referentes ao meio ambiente também são feitos com suporte da física nuclear. O estudo do clima e seus padrões, assim como da formação rochosa, é possível através da datação dos núcleos radioativos encontrados no solo, por exemplo.

Através da avaliação do isótopo carbono-14 é possível compreender melhor os ciclos de ecossistemas e suas extinções, entender melhor sobre os fósseis e suas origens, assim como identificar a idade de diversas espécies de plantas em florestas e de vários animais.

Os aceleradores de partículas, diretamente ligados à física nuclear, são muito importantes para o trabalho industrial. Além disso, a indústria necessita de semicondutores para a fabricação de produtos eletroeletrônicos, como smartphones, aparelhos de TV e muitos outros. Estes produtos são fabricados a partir de técnicas como PIXE e PIGE – emissão de raios-X e emissão de raio gama através da indução de partículas.

A produção de energia nuclear ainda é muito comum no mundo, representando mais de 10% de toda a eletricidade gerada no planeta Terra. Em números, são cerca de 450 reatores nucleares em nosso planeta, atualmente. A expectativa é de que, nos próximos anos, a energia nuclear represente metade de toda a eletricidade gerada na Terra.

Através dos estudos da física nuclear, é possível promover a fissão do urânio, que tem núcleo atômico pesado. Este processo é essencial para a geração de energia.