LA FISSIONE NUCLEARE

Vediamo come funziona il processo di fissione nucleare. Gli atomi sono generalmente stabili, ovvero restano inalterati nel tempo. E' il caso della maggior parte degli elementi naturali.

In altri casi, invece, i nuclei sono instabili, ovvero si frammentano in un tempo brevissimo. Sono generalmente nuclei assenti in natura poichè, se dovesse nascere un nucleo del genere per via naturale, quasi immediatamente scomparirebbe per fissione nucleare.

In altri casi, i nuclei possono essere "semi-stabili", ovvero tendere a rompersi in un tempo relativamente lungo, da pochi secondi a milioni di anni. Sono nuclei esistenti in natura in piccole quantità, e detti "debolmente radioattivi". In questi casi per stimolare questi nuclei è necessario modificarli o sbilanciarli ed il modo più semplice per farlo è provocare un urto mediante un neutrone (in genere ponendo in poco spazio una grande quantità di materia debolmente radioattiva aumenta la probabilità che avvenga un urto tra nuclei e protoni di atomi diversi). L'urto in un nucleo semi-stabile attiva immediatamente un processo di frammentazione, dividendosi e rompendosi (ovvero decadere) in nuclei più leggeri. Un processo che a sua volta tende ad autoalimentarsi mediante una "reazione a catena" provocando ulteriori fissioni nucleari e quindi rilascio di grandi quantità di energia.

Questo processo è alla base della fissione nucleare, la cui scoperta si deve soprattutto agli studi di Enrico Fermi. Il combustibile più utilizzato per la fissione nucleare è l'uranio, uno dei più pesanti elementi chimici naturali. Il suo nucleo è composto da ben 92 protoni ed un numero variabile di neutroni.

La reazione a catena dell'uranio consente di produrre una grande quantità di energia da ogni singola fissione. Un solo Kg di uranio 235 produce 18,7 milioni di chilowattora sotto forma di calore. I neutroni emessi da ogni fissione possono poi indurre la fissione in quasi altrettanti nuclei di uranio 235 e quindi la reazione a catena continua in modo autonomo, garantendo una produzione continua di energia nucleare.

Dell'uranio presente in natura solo lo 0,7% di questo è del tipo uranio 235, la restante parte dell'uranio è di tipo non fissile (uranio 238) o altro. La materia fissile è in grado di dare luogo ad un processo di fissione a seguito di un bombardamento con neutroni, questo tipo di materia è molto scarsa. Quindi gran parte dell'uranio in natura non è in grado di sostenere una fissione nucleare, solo in minima parta l'uranio è di tipo fissile.

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