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quarta-feira, 14 de julho de 2010

Combustível nuclear: é mais reativo do que se acreditava


O nitreto de urânio, um combustível nuclear que pode um dia oferecer uma alternativa eficiente a óxidos de urânio e plutônio, recebeu um grande impulso: resultados experimentais esclareceram algumas de suas propriedades reativas.


A ameaça de mudanças climáticas e a incerteza nos preços de combustíveis fósseis tornaram a energia nuclear uma opção tentadora para suprir as demandas energéticas mundiais. A indústria nuclear utiliza hoje óxidos de urânio e plutônio. Mas alguns químicos acreditam que esses combustíveis podem ser substituídos por nitretos de urânio.


A substância é mais densa e estável e conduz calor melhor que misturas de óxido de urânio-plutônio. Essas propriedades sugerem que os nitretos poderiam funcionar em reatores mais frios, gerando mais energia, diz Jaqueline Kiplinger, do Laboratório Nacional Los Alamos, no Novo México (EUA). Até a Nasa já havia sugerido que poderia usar o combustível em futuras missões espaciais.


Poucos nitretos de urânio, no entanto, foram produzidos até hoje, e os que foram são grandes e complexos, contendo muitas ligações urânio-nitreto. Entender como cada ligação reage é crítico para predizer seu comportamento, tanto como combustível nuclear quanto como lixo nuclear. "Se vamos usar nitreto de urânio como combustível nuclear, deveríamos entender como vai reagir quimicamente", afirma Kiplinger.


Agora, em trabalho com Robert Thomson e colegas de Los Alamos, publicado na revista "Nature Chemistry", Kiplinger sintetizou uma molécula complexa que é a primeira a conter apenas uma ligação urânio-nitreto isolada.


A equipe criou a ligação ao lançar fótons sobre um complexo contendo azeto de urânio, molécula composta de um átomo de urânio ligado a três átomos de nitrogênio. Os fótons excitaram os elétrons no complexo e causaram a liberação de dois átomos de nitrogênio, resultando em uma molécula de nitreto de urânio, com ligação tripla.


O grupo ficou surpreso ao descobrir que as moléculas de nitreto de urânio reagiram posteriormente com ligações carbono-hidrogênio em outras partes do complexo molecular. Essas ligações mostraram-se fortes e quase totalmente inertes. "Claramente nitretos de urânio são reativos, o que levanta a questão de com quem mais eles reagem", diz Kiplinger.


Polly Arnold, da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, acredita que a pesquisa teria aplicações além da indústria nuclear.


"Se o composto puder reagir com uma ligação carbono-hidrogênio num substrato adicionado, de metano por exemplo, isso poderia gerar uma reação importante", diz Arnold. A reação ofereceria uma maneira de quebrar ligações inertes que tipicamente requerem processos altamente energéticos durante a manufatura de produtos químicos comuns.

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