Concetti Chiave
- I problemi principali delle centrali nucleari riguardano le scorie e le dispersioni radioattive, che sono elementi critici nella gestione della radioattività.
- La scoperta della radioattività artificiale da parte di Ernest Rutherford nel 1919 ha aperto la strada alla creazione di nuovi isotopi radioattivi attraverso bombardamenti nucleari.
- La fissione nucleare, che implica la scissione di nuclei pesanti, può causare reazioni a catena esplosive, come nel caso della bomba atomica.
- La fusione nucleare rappresenta un'alternativa promettente alla fissione, potendo generare energia pulita senza scorie radioattive, ma presenta sfide di controllo.
- Le particelle emesse dagli elementi radioattivi si dividono in raggi alfa, beta e gamma, ciascuna con caratteristiche e capacità di penetrazione diverse.
Problemi delle centrali nucleari
I seri problemi delle centrali nucleari sono legati alle scorie radioattive e alle dispersioni radioattive, ciò è definita radioattività.
Nel 1942 il fisico Italiano Enrico Fermi creò la prima pila atomica e diede il via alla fissione nucleare con reazione a catena controllata.
La radioattività è un fenomeno in cui elementi con numero atomico superiore ad 83 non riescono a tenere il nucleo compatto, e si disintegra generando una forza pazzesca.
Gli elementi che hanno tale proprietà sono detti radioattivi mentre le particelle che essi emettono sono dette radiazioni. Le particelle emesse si distinguono in tre tipi: raggi alfa (α), raggi beta (β) e raggi gamma (γ).
1)I raggi alfa (α) sono particelle costituite da due protoni e due neutroni, sono cariche positivamente e possono essere fermati da un semplice foglio di carta.
2)I raggi beta (β) sono elettroni, quindi carichi negativamente e possono essere fermati da un semplice foglio di alluminio.
3)I raggi gamma (γ) sono intense radiazioni elettromagnetiche con frequenza altissima e molto penetranti, per fermarli occorre uno spesso strato di piombo o di cemento.
La serie radioattiva avviene quando un elemento continua a trasformarsi in altri elementi che man mano perdono la radioattività e l’ultimo elemento non sarà più radioattivo.
Il decadimento radioattivo è la trasformazione di un atomo di un dato elemento in un altro.
Scoperta della radioattività
La scoperta della radioattività naturale stimolò nei fisici l’idea di poter ottenere una radioattività artificiale.
Il primo tentativo fu fatto nel 1919 dal fisico Inglese Ernest Rutherford che bombardando con particelle alfa (α) atomi di azoto, riuscì a trasformarli in atomi di ossigeno.
Si arrivo così alla radioattività artificiale che serve per rendere radioattivi elementi che non lo sono o crearne dei nuovi bombardando il nucleo dei vari elementi con neutroni ad alta velocità, l’elemento bombardato si trasforma i un isotopo instabile e quindi radioattivo.
In tal modo sono stati creati gli elementi transuranici così detti perché il numero atomico è superiore a quello dell’uranio 238.
Fissione e fusione nucleare
Se ad essere bombardato è il nucleo dell’uranio 235 si verifica un fenomeno del tutto diverso, fissione nucleare:una reazione a catena che assume un carattere esplosivo con esiti disastrosi.
Fissione significa scissione di un nucleo pesante in due nuclei leggeri.
Un esempio di fissione è la bomba atomica che con poche decine di uranio può provocare un esplosione paragonabile a 20.000 tonnellate di esplosivo ad alto potenziale con il trinitrotoluene (TNT).
Il pericolo e i problemi che questa reazione nucleare crea, ha portato gli scienziati a puntare su un’altro tipo di reazione, la fusione nucleare (combinazione di due nuclei leggeri in un nucleo più pesante), dalla quale si potrebbe ricavare energia pulita(senza scorie radioattive).
La fusione più conosciuta è quella che avviene fra due nuclei di deuterio che unendosi formano un nucleo di elio e liberano energia, portando il deuterio a una temperatura elevatissima milioni di gradi come avviene all’interno del sole.
La produzione di energia è però incontrollata e distruttiva.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali problemi associati alle centrali nucleari?
- Come è stata scoperta la radioattività artificiale?
- Qual è la differenza tra fissione e fusione nucleare?
- Quali sono i tipi di radiazioni emesse dagli elementi radioattivi?
I problemi principali delle centrali nucleari riguardano le scorie radioattive e le dispersioni radioattive, fenomeni definiti come radioattività.
La radioattività artificiale è stata scoperta nel 1919 dal fisico Ernest Rutherford, che bombardò atomi di azoto con particelle alfa, trasformandoli in atomi di ossigeno.
La fissione nucleare è la scissione di un nucleo pesante in due nuclei leggeri, mentre la fusione nucleare è la combinazione di due nuclei leggeri in un nucleo più pesante, con la fusione che promette energia pulita senza scorie radioattive.
Gli elementi radioattivi emettono tre tipi di radiazioni: raggi alfa (α), raggi beta (β) e raggi gamma (γ), ognuno con diverse caratteristiche e capacità di penetrazione.
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