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Durante la sua permanenza all'Istituto di Fisica dell'Università di Roma, per dodici anni dal 1926, Enrico Fermi diresse esperimenti sulla radioattiviti indotta dalla cattura di neutroni da parte dei nuclei atomici. L'uranio si comportava in maniera anomala, incrementando più di altri elementi, per effetto dell'interazione con neutroni lenti, frenati dal passaggio attraverso l'acqua o la paraffina, la sua attività. Sulla base delle conoscenze fino allora acquisite sulle reazioni provocate dai neutroni, i fisici romani cercarono di identificare i responsabili del marcato aumento di attività fra gli elementi con numero atomico poco inferiore a quello dell'uranio. Poiché le ricerche ebbero esiti negativi, ipotizzarono anche la creazione di un elemento transuranico, cioè che l'assorbimento di un neutrone da parte di un nucleo di uranio portasse alla formazione di un L'effetto prodotto dall'interazione dei neutroni lenti con l'uranio fu chiarito nel 1939 dai tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann.

Essi dimostrarono che il nucleo di si rompe in due o più frammenti producendo nuclei di verso la metà del sistema periodico con numeri di massa compresi fra 75 e 160. Questo processo, chiamato fissione nucleare, avviene perché il neutrone fornisce al nucleo di uranio, di per sé poco stabile, un eccesso di energia interna, Il nucleo tende allora ad assumere una forma sempre più allungata, fino a rompersi in due frammenti, che si allontanano in direzioni opposte.

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