Fissione Nucleare


    [15/10/2000] Cos'è e come avviene la fissione nucleare.

    Cosa è la fissione Nucleare

    La fissione nucleare è la divisione di un nucleo atomico pesante in 2 parti (o, più raramente, tre), approssimativamente uguali fra loro.

    Può avvenire spontaneamente o a causa del bombardamento di neutroni (è il caso più diffuso), particelle cariche, raggi gamma (fissione indotta).

    Il processo di fissione nucleare

    Il processo di fissione nucleare genera un'enorme quantità di energia; nelle centrali nucleari questo avviene in modo controllato e il calore prodotto dalla reazione viene trasformato in energia elettrica:

    da 1 g di uranio-235 (il combustibile nucleare più importante) si ottengono circa 80 miliardi di joule di energia (circa 20 milioni di Kilocalorie), equivalenti allla combustione di circa 3000 Kg di antracite.

    La reazione di fissione può avvenire in nuclei con numero di massa superiore a 100 (il numero di massa indica il mumero totale di neutroni e protoni contenuti nel nucleo).

    Immagine - 1 - Un nucleo di uranio-235 colpito da un neutrone (sotto) che si scinde

    Immagine - 1 - Un nucleo di uranio-235 colpito da un neutrone (sotto) che si scinde. La scissione è molto più probabile in nuclei con numero di massa pari a circa 230: nelle centrali nucleari si utilizzano due isotopi diversi dell'uranio, uno con un numero di massa pari a 238 e l'altro pari a 235 (è questo il nucleo che più facilmente subisce il processo di fissione).

    Nella fusione nucleare indotta, il neutrone che incide sul nucleo e ne viene assorbito cede la propria energia al nucleo stesso, aumentando l'energia interna dei suoi componenti (protoni e neutroni); il nucleo acquista un'anomala forma allungata.

    Questa è una situazione instabile e nel giro di una frazione di secondo (meno di 10-12 sec) il nucleo si divide in due emettendo due o tre neutroni.

    La massa totale dei due nuclei prodotti nella fissione è inferiore a quella del nucleo di partenza:questa differenza di massa è l'origine dell'energia prodotta nella reazione, perchè la massa persa si trasforma in energia secondo la nota equazione di A.Einstein

    (E=mc2).

    Per poter iniziare la reazione di fissione dell'uranio, il neutrone deve essere di bassa energia (neutrone lento): per questo vengono usate particolari sostanze dette moderatori che rallentano i neutroni più veloci.

    In genere si usano come moderatori l'acqua, la grafite, l'acqua pesante (acqua in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti con atomi di deuterio).

    La reazione a catena

    I neutroni emessi durante la fissione possono a loro volta incidere su altri nuclei e produrre altre reazioni di fissione: in questo modo si ottiene una reazione a catena.

    Nel caso in cui la reazione si sviluppi in modo incontrollato, la produzione di energia è esplosiva, come avviene nelle bombe atomiche.

    Nelle centrali nucleari si utilizzano sostanze particolari che assorbono i neutroni in eccesso permettendo cosଠche al reazione proceda a tasso costante.

    Sitografia

    INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare www.infn.it

    Reazione nucleare - Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_nucleare



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