Fusione e fissione nucleare

Fissione e fusione nucleare

Il più famoso degli elementi radioattivi è l’Uranio-238 che dopo vari decadimenti alfa e beta arriva alla stabilità con il Piombo-206. L’uranio-238 ha un tempo di dimezzamento di 4,5 miliardi di anni. I nuclei pesanti (Z>92), se bombardati ad esempio con neutroni, tendono a decadere spezzandosi in due nuclei di massa circa metà della massa di partenza, emettendo inoltre altri neutroni, che possono provocare una reazione a catena.
Nella fissione viene emesso un quantitativo di energia pari a circa 200 MeV. Tramite la fissione di un solo grammo di Uranio si potrebbe provvedere al consumo di energia familiare per 5 anni!
Nella fusione, invece, nuclei leggeri (Z La scoperta nel 1896 da parte di Henri Bequerel della radioattività dell’uranio è all’origine della fisica nucleare. Certi nuclei si trasformano spontaneamente. Il numero di decadimenti al secondo definisce l’attività di un materiale. L’unità di misura dell’attività è il curie: 1 curie=3,7x10^10decadimenti al secondo (1 Bq=q decadimenti al secondo). Il tempo di dimezzamento è il tempo necessario a diminuire l’attività di un fattore 2: t=0,693/lambda. Il tempo di vita medio è uguale a 1/lambda.
Uranio-238, Uranio-235, Torio-232, Potassio-40 sono gli unici elementi instabili in natura perché hanno tempi di dimezzamento lunghissimi.
La fissione nucleare è il processo per cui un nucleo che cattura un neutrone diventa instabile e si scinde in due nuclei più leggeri. Per ogni fissione vengono emessi in media 2,41 neutroni.
La reazione di fissione si presta molto bene ad un funzionamento a catena: i neutroni prodotti in una fissione possono essere assorbiti da altri nuclidi e provocare nuove fissioni e così via. Una reazione si dice critica quando si auto-sostiene, cioè quando il numero di neutroni si mantiene costante nel tempo.