Cosa hè a fissione nucleare

simulazione di fissione nucleare

Sapete sicuramente chì unu di i modi per pruduce energia è elettricità hè fattu cù l'usu di l'energia nucleare. Ma pudete micca sapè cumu funziona veramente. Ci hè dui prucessi di furmazione di energia nucleare: fissione nucleare è fusione nucleare.

Vulete sapè ciò chì hè a fissione nucleare è tuttu ciò chì ci hè?

Fissione nucleare

fissione nucleare di l'uraniu 235

A fissione nucleare hè una reazione chimica induve u nucleu più pesante hè bombardatu da neutroni. Quandu accade, diventa un nucleu più instabile è si decompone in dui nuclei, chì e so dimensioni sò simili in u listessu ordine di magnitudine. In questu prucessu una grande quantità di energia hè liberata è parechji neutroni sò emessi.

Quandu i neutroni sò emessi da a divisione di u nucleu, sò capaci di causà altre fissioni interagendu cù altri nuclei vicini. Una volta chì i neutroni causanu altre fissioni, i neutroni chì seranu liberati da elli genereranu ancu più fissioni. Cusì una grande quantità di energia hè generata. Stu prucessu si faci in una piccula frazione di secondu è hè cunnisciuta cum'è reazione in catena. I nuclei chì anu fissionu liberanu un milione di volte più energia di quella ottenuta brusgiando un bloccu di carbone o splusendu un bloccu di dinamita di listessa massa. Per questa ragione, l'energia nucleare hè una fonte energetica assai putente è aduprata per elevati bisogni energetichi.

Questa liberazione di energia si faci più veloce ch'è in una reazione chimica.

Quandu si verificanu fissioni di neutroni è solu un neutrone hè liberatu causendu una fissione successiva, u numeru di fissioni chì si producenu per secondu hè custante è e reazzioni ponu esse bè cuntrullate. Questu hè u principiu per u quale travagliavanu reattori nucleari.

Differenza trà fusione è fissione

fusione nucleare

Tramindui sò reazzione nucleare chì liberanu l'energia cuntenuta in u nucleu di un atomu. Ma ci sò grande differenze trà i dui. A fissione nucleare, cum'ella hè stata cummentata, hè a separazione di u nucleu più pesante in quelli più chjuchi, per via di a collisione cù i neutroni. In u casu di a fusione nucleare, hè u cuntrariu. Hè a cumbinazione core più ligera per creà una più grande è più pesante.

Per esempiu, in a fissione nucleare, 235 (hè l'unicu isotopu chì pò subisce a fissione nucleare è chì si trova in natura) si combina cù un neutronu per furmà un atomu più stabile chì si divide rapidamente èn bariu 144 è criptone 89, più trè neutroni. Questa hè una di e reazioni pussibili chì accadenu quandu l'uraniu si combina cù u neutrone.

Cù questa operazione, i reattori nucleari chì si trovanu attualmente è chì sò aduprati per a generazione di energia elettrica agiscenu.

Per a fusione nucleare per fà, hè necessariu chì i dui nuclei più leggeri si uniscinu per furmà unu più pesante. In questu prucessu una grande quantità di energia hè liberata. Per esempiu, in u Sole sò prucessi di fusione nucleare in continuu induve l'atomi cù una massa più bassa si uniscenu per formà quelli più pesanti. I dui nuclei più leggeri devenu esse caricati positivamente è avvicinassi unu di l'altru superendu e forze elettrostatiche di ripulsione chì esistenu. Questu richiede una grande quantità di temperatura è pressione. Nantu à u nostru pianeta, postu chì ùn esiste micca pressione chì esiste in u Sole, l'energia necessaria chì hè necessaria per i nuclei per reagisce è per superà queste forze repulsive sò rializati per mezu di un acceleratore di particelle.

Una di e reazioni di fusione nucleare più tipiche hè quella chì cunsiste in a cumbinazione di dui isotopi di idrogenu, deuteriu è tritiu, per furmà un atomu d'eliu più un neutru. Quandu sta situazione accade, in u Sole ci sò pressioni gravitaziunali elevate à chì sò sottumessi l'atomi d'idrogenu è anu bisognu di temperature di 15 milioni di gradi Celsius per fusionassi. Ogni secondu 600 milioni di tunnellate di idrogenu si fondenu per formà eliu.

Attualmente ùn ci sò micca reattori chì travaglianu cù a fusione nucleare, postu chì hè assai cumplessu di ricreà queste cundizioni. U più chì si vede hè un reattore sperimentale di fusione nucleare chjamatu ITER chì hè custruitu in Francia è chì prova à determinà se stu prucessu di produzzione energetica hè fattibile sia tecnologicamente sia economicamente, realizendu a fusione nucleare per mezu di u confinamentu magneticu.

Massa critica

schema di fusione nucleare

A massa critica hè u minimu quantità di materiale fissile chì hè necessariu per chì una reazione in catena nucleare possa esse mantenuta è l'energia pò esse generata in modu custante.

Ancu se in ogni fissione nucleare si producenu trà dui è trè neutroni, micca tutti i neutroni liberati sò capaci di pudè cuntinuà cù un'altra reazione di fissione, ma alcuni d'elli sò persi. Sì sti neutroni liberati da ogni reazione sò persi à un ritmu maiò di quellu sò capaci di esse furmati da fissione, a reazione in catena ùn serà micca sustenibile è si fermerà.

Dunque, sta massa critica dipenderà da parechji fattori cum'è e proprietà fisiche è nucleari, a geometria è a purezza di ogni atomu.

Per avè un reattore induve u minimu neutroni scappa, hè necessaria una geometria di sfera, postu chì hà a superficia minima pussibule per chì a fuga di neutroni hè ridutta. Se u materiale chì usamu per fissionà u cunfinemu cù un riflettore à neutroni, parechji altri neutroni si perdenu è a massa critica necessaria hè ridutta. Questu salva materie prime.

Fissione nucleare spontanea

Quandu sta situazione accade, ùn hè micca necessariu chì un neutrone sia assorbitu da l'esternu, ma in certi isotopi di uraniu è plutoniu, avendu una struttura atomica più instabile, sò capaci di fissione spontanea.

Dunque, in ogni reazione di fissione nucleare ci hè a probabilità per secondu chì un atomu sia capace di fissione spontaneamente, vale à dì senza chì nimu intervenga. Per esempiu, U plutoniu 239 hà più probabilità di fissione spontanea di l'uraniu 235.

Cù sta infurmazione spergu di sapè qualcosa di più nantu à cume l'energia nucleare hè creata per a generazione di elettricità in e cità.


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