Fissione nucleare
La fissione nucleare consiste nella divisione dei nuclei degli atomi dei materiali radioattivo (esempio Uranio 235) ed è la tecnologia utilizzata nelle attuali centrali termonucleari per la produzione di energia elettrica tramite l'energia nucleare. Nelle centrali nucleari la fissione è realizzata tramite sistemi in grado di far urtare dei neutroni contro il nucleo degli atomi. L'urto spezza l'atomo del materiale radioattivo sprigionando energia. Il risultato del processo è la creazione di due atomi più piccoli e l'emissione di energia termica. La massa dei due atomi, così creati, è inferiore alla massa dell'atomo che li ha generati, poiché parte della massa iniziale si è trasformata in energia. La reazione nucleare consente di produrre una elevata quantità di energia.
In base alla formula di Einstein, E=mc2 , l'energia (E) è uguale al prodotto della massa (m) per la velocità della luce (c) elevata al quadrato. Essendo la velocità della luce (c) pari a 300 mila km al secondo, una minima quantità di materiale radioattivo è in grado di sprigionare una enorme quantità di energia. L'energia termica, ossia il calore, può essere utilizzata per riscaldare acqua allo scopo di generare vapore acqueo. La forza vapore viene opportunamente incanalata verso delle turbine elettriche per la produzione di energia elettrica.
Perché si parla di fissione. Il termine “fissione” deriva dal sostantivo inglese fission che, letteralmente, significa “rottura”. Durante la reazione di fissione nucleare il nucleo atomico, bombardato da un neutrone (cattura del neutrone), si spacca in due o più nuclei aventi masse non molto dissimili. Quando il nucleo che cattura il neutrone è di numero atomico molto elevato, la massa dei prodotti finali risulta inferiore a quella iniziale (nucleo + neutrone) e ciò provoca, così, la liberazione di una certa quantità di energia. La quantità di energia liberata può essere calcolata mediante l’equazione einsteniana: E= Δm c² Dove con l’espressione “Δm” indichiamo la variazione di massa (iniziale – finale) e con “c” indichiamo la velocità della luce. Tale energia per ogni nucleo è pari a circa 200 MeV, oltre 4 volte, cioè, quella liberata da un atomo di uranio in tutta la sua serie di decadimenti fino a raggiungere la stabilità nell’elemento piombo. L’energia così prodotta, per urti successivi, si converte in energia termica.
Reazione a catena. Durante la reazione di fissione, poiché si formano nuclei più piccoli, si liberano, altresì neutroni che diverranno, a loro volta, proiettili in altre reazioni di fissione in un rapidissimo susseguirsi di eventi spontanei che prende il nome di “reazione a catena”. Se la reazione a catena avviene in modo non controllato ed istantaneo si verifica una esplosione nucleare (bomba atomica). Se la reazione a catena avviene in modo controllato e lentamente, l’energia liberata può essere impiegata per scopi pacifici.
