Appunti sulla Chimica nucleare

Non si parla solo di radioattività naturale, ma anche di radioattività artificiale: gli isotopi instabili

possono, infatti, essere utilizzati per produrre energia; i processi che vengono utilizzati/studiati

sono due: la fissione nucleare e la fusione nucleare.

Tutte le volte che convertiamo un nucleo in un altro, andiamo a modificare la quantità di energia

necessaria per mantenere il nucleo stabile; le variazioni di energia vengono rilasciate nella forma di

radiazioni a qualsiasi processo nucleare è associata l’emissione di grandi quantità di energia.

→

Difetto di massa

Se prendiamo nei nucleoni separati e li uniamo a formare un nucleo, pesandoli prima e dopo,

scopriamo che nella formazione del nucleo si è persa un po’ di massa: questa massa che perdiamo

viene convertita in energia (E = (Δm)c^2) è l’energia di legame nucleare, cioè l’energia che tiene

→

uniti i nucleoni. Esempio:

Ogni nucleo ha una sua energia di legame, che possiamo confrontare andando a dividere per il

numero di nucleoni: otteniamo l’energia di legame nucleare media per nucleone.

Fissione nucleare

Se andiamo da un nucleo più instabile a un nucleo più stabile, cioè frammentiamo i nuclei di grandi

dimensioni, abbiamo la fissione nucleare.

È quella che si utilizza per produrre energia nucleare e in questo tipo di processo si parte da un

combustibile, un isotopo instabile quello che ha maggiore efficienza è l'Uranio 235, il secondo

→

isotopo più stabile dell’Uranio (il primo è il 238).

Si prendono i minerali di Uranio e si effettua quello che prende il nome di arricchimento

(aumentare la percentuale dell’isotopo); dopo di che abbiamo bisogno di una sorgente di neutroni

accelerati, che vanno a bombardare il combustibile si ha la rottura del nucleo, la formazione di

→

due nuclei più piccoli e, soprattutto, la formazione di altri neutroni accelerati, che sono in grado di

colpire altri nuclei e così via.

Queste reazioni si dicono “a catena” e sono reazioni caratterizzate dalla capacità di auto propagarsi

di conseguenza abbiamo bisogno di una certa quantità di combustibile, detta massa critica,

→

affinché la reazione continui.

Se, in queste condizioni, la reazione viene lasciata andare d a sola, avremo un’esplosione: è quello

che avviene negli ordigni nucleari; nelle centrali, invece, l’eccesso di neutroni viene assorbito da

sostanze quali l’acqua o la grafite e in questo modo si controlla l’azione, (si assorbe l’eccesso di

neutroni lasciando quello che serve per continuare la reazione).

Durante queste reazioni si ha la formazione di due prodotti: l’energia, rilasciata sotto forma di

calore, e un sottoprodotto, cioè tutti quegli isotopi che si formano e che sono quindi prodotti