Considerando todos os outros fatores constantes, qual dos processos produz mais energia por grama de matéria: fusão ou fissão?

Passo 1

Fala pessoal, blz??

Primeiramente, vamos relembrar como funciona cada processo:

Na fusão, átomos mais leves estão sendo fundidos (ou seja, estão se juntando) e gerando energia através do defeito de massa de Einstein.

Ex.: Reação que ocorre no Sol

1H1 + 1H1 🡪 1H2 + +1β0

1H2 + 1H1 🡪 2H3

2H3 + 1H1 🡪 2He4 + +1β0

Nesse caso temos um núcleo de Hidrogênio fundindo com outro idêntico, gerando um núcleo de deutério e um pósitron (semelhante ao elétron, mas com carga positiva). Após isso, o núcleo de deutério se funde com outro núcleo de Hidrogênio gerando o trítio. E, por fim, o trítio se funde com outro hidrogênio, gerando um núcleo de Hélio.

Ou seja, nesses casos estamos fundindo dois ou mais núcleos positivos, portanto, quanto maior for o tamanho do núcleo, maior as cargas positivas nele e maior a repulsão que teremos que vencer para realizar a fusão. Sendo assim, a fusão nuclear só ocorre em núcleos bem pequenos como o hidrogênio por exemplo.

Passo 2

Na fissão, átomos pesados estão sendo quebrados e gerando átomos mais leves e, consequentemente, energia, devido ao defeito de massa.

Ex.:

92U235 + 0n1 🡪 36Kr52 + 56Ba141 + 3 0n1

Ou seja, nesses casos núcleos maiores estão sofrendo fissão (ou seja, quebrando) em núcleos menores. Sendo assim, quanto maior o núcleo, mais fissões são possíveis e melhor é o processo de fissão nuclear.

Passo 3

Dessa forma, como a fusão ocorre com átomos de núcleos menores, precisaremos de menos massa nesse caso para gerar uma energia equivalente à gerada pela fissão. Por isso, se pensarmos em energia por grama de matéria, a fusão teria muito mais energia/massa, uma vez que a massa necessária será bem menor que na fissão.

Ou seja, a fusão terá a maior relação energia/grama de matéria.

Resposta

Fusão.