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sábado, 23 de fevereiro de 2013

Fleischmann, Fusão a Frio e A Ciência Na Berlinda



Por Zé Zinho

Martin Fleischmann e a deterioração da Ciência

Do Alerta em Rede


Com a morte do eletroquímico britânico Martin Fleischmann, aos 85 anos, em 3 de agosto, o mundo perde não apenas um raro cientista capaz de atuar com desassombro nos limites do conhecimento e aportar importantes contribuições a ele, como também um símbolo do deplorável estado em que a prática científica mergulhou, nas últimas décadas, com a sua submissão cada vez maior a agendas políticas e de interesses restritos.
Em uma entrevista coletiva, em março de 1989, Fleischmann e seu colega estadunidense Stanley Pons, ambos pesquisadores da Universidade de Utah, anunciaram que haviam obtido reações de fusão nuclear à temperatura ambiente, em um dispositivo integrado por um cátodo de paládio imerso em água enriquecida com deutério (hidrogênio-2), alimentado por uma bateria comum – ou seja, um processo de eletrólise. Na ocasião, Fleischmann afirmou que o fenômeno “abria as portas para uma nova área de pesquisa” sobre uma “tecnologia que pode ser utilizada para a geração de calor e energia”.
Embora não tenha seguido as normas de comunicação de pesquisas científicas, divulgando os resultados à mídia antes de publicá-los em uma revista revisada por pares, o anúncio deflagrou um imediato entusiasmo quanto à perspectiva de obtenção de uma fonte energética “limpa” e virtualmente inesgotável, que afastaria os temores que já se manifestavam em relação aos combustíveis fósseis. Imediatamente, cientistas de todo o mundo se empenharam em tentar reproduzir os resultados anunciados, especificamente, a geração de calor em excesso sobre a energia introduzida no sistema e a emissão de nêutrons e trítio (hidrogênio-3) – o que denotaria tratar-se de uma reação nuclear. Em poucos dias, o fenômeno ficou conhecido como “fusão a frio”, embora Fleischmann e Pons não se referissem a ele desta forma.
Desafortunadamente, o fenômeno não se mostrou tão simples de ser reproduzido e, devido ao grande número de experiências frustradas, Fleischmann e Pons começaram a ser acusados de fraude e incapacidade científica, tanto por alguns de seus pares como pela mídia. Meses depois, um painel de cientistas organizado pelo Departamento de Energia dos EUA concluiu que não havia evidências de que o fenômeno se devia a processos nucleares e não recomendou grandes investimentos em um programa de pesquisas especial para estudá-lo. A decisão contribuiu, não apenas, para esvaziar o interesse geral no assunto, como, também, para que a expressão “fusão a frio” se convertesse em objeto de ridículo.
Entretanto, aparentemente, tais reações envolviam algo mais que uma mera exigência de rigor científico. Entre os principais críticos da dupla de eletroquímicos e do fenômeno, estavam os físicos que trabalhavam com pesquisas de fusão “a quente”, em caríssimos equipamentos como os reatores Tokamak e orçamentos da ordem de dezenas a centenas de milhões de dólares. Evidentemente, muitos deles não viam muito favoravelmente a perspectiva de que o objeto de suas pesquisas poderia ser atingido por um caminho bem mais simples e com orçamentos uma ou duas ordens de grandeza menores. No Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), um dos líderes das pesquisas de fusão nuclear tradicional, a rejeição ao fenômeno chegou ao ponto de alguns cientistas ocultarem os resultados positivos de obtenção de excesso de energia, em uma experiência crucial, tendo anunciado que os resultados haviam sido negativos. A farsa foi, oportunamente, denunciada pelo Dr. Eugene Mallove, então redator-chefe do departamento de imprensa do MIT, que renunciou ao posto, em protesto e, posteriormente, descreveu a razia contra o fenômeno e seus estudiosos, no livro Fire from Ice: Searching for the Truth Behind the Cold Fusion Furor (Fogo do gelo: em busca da verdade por trás do furor sobre a fusão a frio), lançado em 1991.
Igualmente reveladoras foram as reações de alguns dos gurus do flamante movimento ambientalista internacional, que, na época, ganhava força com a agenda do aquecimento global antropogênico, contemplada com a criação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), no final de 1988.
Em uma entrevista ao jornal Los Angeles Times, em abril de 1989, algumas semanas após a entrevista de Fleischmann e Pons, o economista Jeremy Rifkin foi categórico: “É a pior coisa que poderia acontecer ao nosso planeta.” Seu correligionário, o biólogo Paul Ehrlich, um arquimalthusiano que vem pregando uma catástrofe demográfica há mais de quatro décadas, disparou: “Seria como colocar uma metralhadora nas mãos de uma criança retardada.”
Se houvesse, tanto da parte de tais críticos, qualquer laivo de honestidade em seus pleitos pela obediência aos rigores da prática científica consagrada e pelos cuidados com o meio ambiente, seria de se esperar que um fenômeno novo como o anunciado por Fleischmann e Pons atraísse esforços sérios no sentido do seu entendimento. Quanto mais não fosse, pela perspectiva de abertura de uma nova área de conhecimento dos fenômenos universais e, não menos, de a Humanidade se encontrar, efetivamente, diante de uma revolucionária fonte energética. O que se viu, porém, foi uma feroz barragem de críticas e detratações, poucas vezes vista. E o mais irônico – e emblemático – é que muitos desses críticos e detratores, cientistas inclusive, se mostrariam ser ardentes defensores de fraudes científicas notórias, como a suposta influência humana no clima global.
Nos anos seguintes, apesar das repercussões negativas, as pesquisas sobre o fenômeno continuaram sendo feitas, em vários países, por grupos de pesquisadores que adotaram um perfil baixo, atuando quase como membros de uma confraria secreta, criando meios próprios de divulgação e troca de informações, inclusive, em congressos internacionais. Entre 12-17 de agosto, realiza-se em Daejeon, Coreia do Sul, a 17ª. Conferência Internacional sobre Fusão a Frio (a denominação “fusão a frio” foi mantida por motivos históricos, embora o fenômeno seja atualmente conhecido como “reações nucleares de baixa energia”, ou LENR, na sigla em inglês). Entre os países que têm grupos dedicados ao assunto, destacam-se os EUA, Rússia, Itália, Japão, Coreia do Sul, China e Índia. Literalmente, dezenas de milhares de experiências já foram realizadas, com altos níveis de repetibilidade das observações relatadas por Fleischmann e Pons, o que denota a realidade do fenômeno.
Em novembro de 2009, a Agência de Inteligência de Defesa (DIA) dos EUA divulgou um relatório com uma rigorosa avaliação do estado da arte das pesquisas sobre o fenômeno. Intitulado “Prognóstico tecnológico: pesquisas sobre reações nucleares de baixa energia aumentando e ganhando aceitação em todo o mundo”, o documento faz uma avaliação bastante otimista, como sintetizado na introdução:
Nos últimos 20 anos, cientistas de todo o mundo têm investigado as reações nucleares de baixa energia (LENR). Os pesquisadores desta área controvertida estão, atualmente, anunciando resultados capazes de mudar os paradigmas [científicos] existentes, inclusive, a geração de grandes quantidades de calor em excesso, atividades nucleares e transmutação de elementos. Embora não exista uma teoria vigente, que explique todos os fenômenos descritos, alguns cientistas acreditam que podem estar ocorrendo reações nucleares ao nível quântico. A DIA avalia, com alto nível de confiança, que, se as LENR puderem produzir energia de origem nuclear às temperaturas ambientes, esta tecnologia impactante poderá revolucionar a produção e o armazenamento de energia, uma vez que as reações nucleares liberam milhões de vezes mais energia por unidade de massa do que qualquer outro combustível químico conhecido.
Sabendo-se que a DIA é uma das mais rigorosas e profissionais das 16 agências do colossal aparato de inteligência estadunidense, a sua avaliação merece ser devidamente considerada pelos formuladores de políticas de todos os países.
Como a quase totalidade dos pesquisadores do fenômeno, Fleischmann e Pons foram forçados a “submergir”. Em 1992, eles se mudaram para a França, para continuar as pesquisas em um laboratório financiado por uma subsidiária da empresa japonesa Toyota. Porém, por divergências com a direção do laboratório, Fleischmann se retirou do projeto em 1995 e voltou para a Inglaterra, onde se aposentou. Igualmente, Pons se retiraria, no ano seguinte, e o projeto foi encerrado em 1998.
Entretanto, Fleischmann continuou colaborando com outros pesquisadores, nos EUA e na Itália, até ser obrigado a retirar-se de vez, por problemas de saúde, que incluíam a doença de Parkinson, problemas cardíacos e diabetes. Ele morreu em sua residência, em Tisdale (é significativo das distorções que envolvem a atividade científica e sua percepção pela sociedade, o fato de que a sua morte tenha sido ignorada pela mídia brasileira).
Fleischmann, que teve a inspiração original para as pesquisas iniciais com Pons, foi um daqueles raros gigantes da Ciência capazes de influenciar com seu trabalho os rumos do conhecimento e, por extensão, da própria evolução da Humanidade. Por isso, recorremos à sintética avaliação do editor do site E-cat World, um dos muitos dedicados à divulgação das pesquisas sobre o tema:
“Provavelmente, o legado póstumo de Martin Fleischmann será muito maior do que o que foi em sua vida. O seu trabalho deflagrou uma revolução em fogo lento, que parece estar pronta para entrar em ignição.”

quarta-feira, 24 de março de 2010

Histórico de Radioatividade

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Histórico da Radioatividade 

Em 1896, acidentalmente, Henry Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila: K2(UO2) (SO4)2 conseguia impressionar chapas fotográficas.
 Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polônio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e depois, o rádio (900 vezes mais radioativo que o urânio).
 Novas descobertas demonstraram que os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações: α, βe γ . No começo do século XX, Rutherford criou uma aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo, contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um campo magnético. Sua trajetória era desviada.

 Radioatividade é a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente

 Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pôde ser confirmada.


 Tipos de radiações:
1-Emissões alfa (2α4): partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.
Velocidade média : 20000 km/s .
Poder de penetração : pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar.
Poder ionizante ao ar: elevado, por onde passam capturam elétrons, transformando-se em átomos de Hélio.
 1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy): "Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui de suas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades.”.
Z X A = 2 α4 + Z - 2 Y A -4

Ex: 92 U 235 = 2 α4 + 90 Th 231
   2-Emissões beta (-1 β 0 ) : partículas com carga elétrica negativa e massa desprezível (elétrons atirados para fora do núcleo) .  
Nêutron = próton + elétron + neutrino
Os prótons permanecem no núcleo e os elétrons e neutrinos são atirados fora dele.
Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1 b 0 + neutrino
 Velocidade média: 95% da velocidade da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb).
Danos os organismos : maiores do que as emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo humano e causar danos sérios 
2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel): "Quando um núcleo emite uma partícula beta (b), seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera.”.
 Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A
Ex: 83 Bi210 = -1 β 0 + 84 Po 210 

   3-Emissões gama(0γ0) : são ondas eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o corpo humano, causando danos irreparáveis.

 Partículas usadas nas reações nucleares:
Alfa =2α 4
Beta =-1 β0
Gama =0γ0
Próton =1p1      Deutério =1d2
Nêutron =0 n 1      Pósitron =+1 β 0

 Meia vida (P):
  É o período de tempo necessário para que a metade dos átomos presentes num elemento se desintegre. O tempo de meia vida é uma característica de cada isótopo radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem de fatores como pressão e temperatura

 CURVA DE DECAIMENTO RADIOATIVO

 TRANSMUTAÇÃO NUCLEAR 

FISSÃO NUCLEAR: é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.
 92U235 +  0n1  56Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1 + 4,6. 109kcal

 Os nêutrons liberados na reação irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:
  Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegração da bomba atômica.
 Fusão Nuclear:
É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:
    4 1H1   =  2He4   +   outras partículas   +   energia  
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC  ,  104 atm) 

 Efeitos das Radiações:
 Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza esta propriedade.

 -Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração

 -Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas  
 -Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos. 
COLETA DE CARVÃO PARA DATAÇÃO DE CARBONO 14
  Usos das reações nucleares:
-Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos
 -Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc. - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.
ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO
  Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide( I131), tumores cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc.

 FAMÍLIAS RADIOATIVAS 
 Os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são radioativos, assim como o Tc (Z=43) e o Pm (Z=61). Os elementos de número atômico superior ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o Pm).
     Na natureza existem elementos radioativos que realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo não possui, ainda, uma organização interna estável e, assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a configuração de equilíbrio


Tório-232
1,39.1010 de anos
a ¯
 Rádio-228
5,7 anos
b ¯
 Actínio-228
6,13 horas
b ¯
 Tório-228
1,9 anos
a ¯
 Rádio-224
3,6 dias
     a ¯ 
 Radônio-220
54,5 segundos
     a ¯ 
 ***
¯    
 Polônio-212
0,0000003 segundos
a ¯
 ¯
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 Chumbo-208
estável           
Urânio-235
7,13.108de anos
a ¯
 Tório-231
24,6 horas
b ¯
Protactínio-231
32 000 anos
a ¯
 Actínio-227
  18,9 anos                         21,2 anos
     a ¯                         ¯ b

Frâncio-223               Tório-227
21 minutos                             18,9 dias
     b ¯                            ¯  a
 Rádio-223
11,4 dias
a ¯
 Radônio-219
3,9 segundos
a ¯  
 ***
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Polônio-211
0,005 segundos
a ¯ 
 Chumbo-207
estável 
Urânio-238
4,5.109 de anos
a ¯
 Tório-234
24,1 dias
b ¯
Protactínio-234
1,14 minutos
b ¯

Urânio-234
2,7.105 anos
a ¯
Tório-230
8,3.104 anos
a ¯
 Rádio-226
1 590 anos
     a ¯  
 Radônio-222     
3,825 dias
a ¯ 
 ***
 .. ¯             
 Polônio-210
140 dias
a ¯
 Chumbo-206
estável 
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SÉRIE DO ACTÍNIO
 SÉRIE DO URÂNIO 
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