|
Fissione e Fusione Nucleare.
Analizziamo due modi per produrre grandi quantità di
energia grazie alla fisica nucleare: la fissione e la fusione nucleare.
Si tratta di due reazioni opposte ma basate sullo stesso principio:
se in una reazione, la massa finale è minore di quella iniziale, si
produce energia secondo l'equazione di Einstein
FISSIONE NUCLEARE
Un nucleo atomico pesante, bombardato da un neutrone, si divide in due
parti e tale interazione genera energia.
La reazione tipica consiste nel bombardare un isotopo di Uranio-235 (235
è il numero di massa, cioè il numero complessivo protoni e neutroni
presenti nel nucleo) con un neutrone:
Tale impatto produce un isotopo di Bario, uno di Kripto e 3 neutroni che a
loro volta possono urtare altri isotopi di Uranio provocando così una
reazione a catena.
La massa complessiva finale è minore di quella iniziale e quindi si
produce energia;
da un grammo di Uranio-235 si ottengono circa 80 miliardi di Joule di
energia, equivalente alla combustione di circa 3 tonnellate di
antracite.
Nelle centrali nucleari la reazione avviene in modo controllato,
assorbendo i neutroni in eccesso.
In caso contrario, si otterrebbe l'effetto bomba atomica.
FUSIONE NUCLEARE
E' un processo in cui due nuclei di basso numero atomico (ad esempio
idrogeno), si fondono e formano un nucleo atomico superiore.
Per esempio H + H --> He.
Questa reazione rilascia una grande quantità di energia poiché, anche in
questo caso, la massa finale è inferiore a quella iniziale e la massa
mancante si trasforma in energia secondo l'equazione di Einstein.
Nelle stelle (come ad esempio sul Sole), la fusione nucleare avviene
spontaneamente, perché ad alte temperature, la repulsione elettrica tra
i due nuclei ugualmente carichi (a causa della forte agitazione termica,
gli atomi perdono gli elettroni ionizzandosi) viene annientata dalla
"forza forte" che è attrattiva.
Riprodurre questa reazione sulla Terra in modo controllato, non è
semplice perché occorrono temperature elevatissime.
Un esempio di fusione nucleare incontrollata e quindi esplosiva è la
bomba H.
Saluti Natalia MARSILIA
|
