Energia nucleare

La protagonista indiscussa della seconda metà del nostro secolo è l'energia nucleare, una costante minaccia per la tranquillità della terra e dell'uomo.

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ENERGIA NUCLEARE
L'atomo che costituisce la materia è un insieme complesso di protoni e neutroni, che formano il nucleo, e di elettroni, che gravitano intorno a quest'ultimo. La materia, a livello infinitamente piccolo, non si lascia manipolare facilmente poiché le forze che tengono insieme i differenti componenti dell'atomo sono molto tenaci. Vi sono però alcuni elementi, come l'uranio fissile, che si trasformano spontaneamente liberando una considerevole energia sotto forma di calore.

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La fissione nucleare La fissione o scissione nucleare consiste nella disintegrazione del nucleo di un atomo mediante il bombardamento per mezzo di piccolissime particelle (neutroni) che lo colpiscono e lo spezzano in due nuclei più leggeri. La somma dei prodotti della scissione ha una massa più piccola di quella del nucleo originale: ciò significa che durante il processo una parte della materia si è trasformata in energia secondo la celeberrima equazione E=mc2.

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Se la quantità di materiale fissile è sufficiente, durante la fissione si liberano altri neutroni capaci, a loro volta, di colpire nuovi nuclei e così via; si innesta una reazione a catena che può essere tenuta sotto controllo mediante determinati accorgimenti. Infatti un atomo di uranio-235 colpito da queste particelle crea un nucleo di uranio-236 eccitato, soggetto a violente vibrazioni che lo deformano come la goccia di un liquido, così da far aumentare la distanza tra i protoni e, di conseguenza, la forza di repulsione elettrica (ricordo che gli effetti dell'interazione nucleare forte, che tiene uniti i protoni, cessano per distanze superiori a 10-15 metri). Per far aumentare la probabilità che un isotopo fissile sia colpito dalle particelle(sezione d'urto), i neutroni devono avere energia cinetica minore a 1 eV.

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A causa dell'aumento dell'energia di legame per nucleone (in quanto gli atomi sono più stabili), che segue la scissione in 2 atomi più leggeri, da 7.8 MeV da 8.8, si libera una quantità di energia pari a 234 MeV (poco più di 3*10-11J). Per far sì, perciò, che la fissione sia economicamente vantaggiosa, è necessario far reagire un enorme numero di nuclei(possibile con la reazione a catena)e, per far ciò, è necessaria una massa minima (massa critica) di materiale fissile. Continua »