Energia nucleare Energia nucleare Energia che si produce nella fissione o nella fusione di nuclei atomici. La quantità di energia che si può ricavare dal nucleo è di gran lunga maggiore di quella che si ottiene nelle trasformazioni chimiche, che coinvolgono solo la zona più esterna dell'atomo. Fino al 1800 circa il combustibile principale era il legno, che permetteva dunque di utilizzare l'energia solare immagazzinata dagli alberi nel corso della loro vita. Con l'avvento della rivoluzione industriale, l'uomo ha iniziato a utilizzare combustibili fossili, come il carbone e il petrolio, anch'essi, in ultima analisi, riserve di energia solare immagazzinata nel tempo. Quando viene bruciato un combustibile fossile, ad esempio il carbone, gli atomi di idrogeno e di carbonio del carbone si combinano con quelli di ossigeno presenti nell'aria, e producono anidride carbonica e acqua; in questa reazione chimica viene prodotta una quantità di calore che corrisponde a circa 6500-9500 kcal/kg (o 1,6 kilowattora/kg). È questa la resa tipica di una reazione chimica, che deriva da trasformazioni della struttura elettronica dell'atomo. Una parte di questa energia termica viene assorbita dal combustibile stesso, mantenendolo a una temperatura tale da rendere possibile la prosecuzione della reazione. L'atomo L'atomo è costituito da una regione centrale piccola, massiccia, di carica positiva (il nucleo), intorno alla quale ruotano gli elettroni. Il nucleo, in cui è concentrata la maggior parte della massa dell'atomo, è composto a sua volta da neutroni e protoni, tenuti insieme da forze nucleari molto intense: molto più intense di quelle elettriche che legano gli elettroni al nucleo. Il numero di massa A di un atomo è il numero totale di nucleoni, ovvero di neutroni e protoni, che esso contiene; il numero atomico Z invece specifica il numero dei soli protoni, e determina le proprietà chimiche dell'atomo. Un nucleo atomico è indicato dalla notazione ??; l'espressione ?U, ad esempio, rappresenta l'isotopo dell'uranio di numero di massa 235. L'energia di legame di un nucleo indica quanto protoni e neutroni sono "vicini" all'interno del nucleo. L'energia di legame media per nucleone (mostrata nel grafico) è funzione del numero di massa A, ed equivale all'energia necessaria per allontanare completamente fra loro i protoni e i neutroni che formano il nucleo. La stessa quantità di energia viene liberata se i nucleoni, per qualche causa esterna o spontaneamente, riassestano la loro disposizione, formando un nucleo che ha una massa leggermente minore. Questo può accadere sia quando si fondono due nuclei leggeri, formando un nucleo pesante, sia se un nucleo pesante si scinde in due nuclei leggeri. Ad esempio, dalla reazione di fusione di due nuclei di deuterio, o idrogeno pesante (?H), si ottiene un nucleo di elio 3, un neutrone libero (?n), e una quantità di energia nucleare pari a 3,2 MeV, cioè 5,1 × 10-13 J. Dalla fissione del nucleo ?U, indotta dall'assorbimento di un neut Continua »