Fissione nucleare
La fissione nucleare è una sorta di reazione nucleare. Lo è quando un atomo si scinde in atomi più piccoli. Alcune reazioni di fissione emettono molta energia e sono usate nelle armi nucleari e nei reattori nucleari. La fissione nucleare è stata scoperta nel dicembre 1938 dal chimico nucleare tedesco Otto Hahn e dal suo assistente Fritz Strassmann a Berlino.
Un atomo è la più piccola particella che costituisce un elemento chimico (ad esempio idrogeno, ossigeno, magnesio). Tutti gli atomi sono molto piccoli. Gli atomi sono costituiti da tre componenti o particelle: Protoni, neutroni ed elettroni. I protoni e i neutroni sono raggruppati insieme in una palla chiamata nucleo, al centro di ogni atomo. Gli elettroni orbitano intorno al nucleo nella sua "nuvola di elettroni". Gli elementi che hanno nuclei di grandi dimensioni, come l'uranio e il plutonio, possono essere sottoposti a fissione.
Se un nucleo atomico (relativamente) molto grande viene colpito da un neutrone che si muove lentamente, a volte diventa instabile e si rompe in due nuclei. Quando il nucleo si scompone (o fissioni) rilascia energia, per lo più sotto forma di raggi gamma e calore. Fa anche sì che alcuni neutroni vengano rilasciati dal nucleo.
Per alcuni isotopi (un atomo con la stessa quantità di protoni ma con una quantità diversa di neutroni) tale fissione può rilasciare molti neutroni. Se questi neutroni colpiscono altri atomi, fanno sì che gli altri atomi si dividano. Questo può accadere di nuovo e di nuovo. Questo si chiama reazione a catena nucleare, e può rilasciare enormi quantità di energia molto rapidamente. La quantità di energia rilasciata da una reazione a catena nucleare si misura in chilotoni. Un chilotone è la stessa energia di mille tonnellate di TNT (trinitrotoluene).
In una bomba nucleare, questo deve accadere molto rapidamente per fare un'esplosione molto grande. In un reattore nucleare questo deve avvenire lentamente per produrre calore. Il calore viene utilizzato per far bollire l'acqua in vapore, che trasforma una turbina a vapore per generare elettricità.
Il diagramma di fissione nucleare mostra un neutrone che viene assorbito da un nucleo di uranio che poi diventa instabile e si scinde in due nuovi atomi con rilascio di energia e altri neutroni.
Riproduci media Video clip introduttivo sulla fissione nucleare.
Domande e risposte
D: Che cos'è la fissione nucleare?
R: La fissione nucleare è un tipo di reazione nucleare in cui un atomo si divide in atomi più piccoli, rilasciando energia nel processo.
D: Chi ha scoperto la fissione nucleare?
R: La fissione nucleare è stata scoperta nel dicembre 1938 dal chimico nucleare tedesco Otto Hahn e dal suo assistente Fritz Strassmann a Berlino.
D: Da cosa sono composti gli atomi?
R: Gli atomi sono costituiti da tre componenti o particelle: protoni, neutroni ed elettroni. I protoni e i neutroni sono raggruppati in una palla chiamata nucleo al centro di ogni atomo, mentre gli elettroni orbitano intorno al nucleo nella sua 'nuvola elettronica'.
D: Quali elementi possono essere sottoposti a fissione?
R: Gli elementi che hanno nuclei grandi, come l'uranio e il plutonio, possono essere sottoposti a fissione.
D: Come si verifica una reazione a catena durante la fissione nucleare?
R: Se un nucleo atomico (relativamente) molto grande viene colpito da un neutrone in movimento lento, a volte diventa instabile e si rompe in due nuclei. Quando ciò accade, rilascia energia e alcuni neutroni dal nucleo. Se questi neutroni colpiscono altri atomi, si dividono anch'essi, provocando una reazione a catena che può rilasciare enormi quantità di energia.
D: Cosa si misura quando si misura l'energia rilasciata dall'esplosione di una bomba nucleare? R: La quantità di energia rilasciata dall'esplosione di una bomba nucleare si misura in chilotoni; un chilotone equivale all'energia di mille tonnellate di TNT (trinitrotoluene).
D: Come viene utilizzato il calore generato durante la fissione nucleare?
R: In un reattore nucleare, il calore generato durante la fissione nucleare deve avvenire lentamente per creare calore che viene poi utilizzato per far bollire l'acqua in vapore che fa girare le turbine a vapore per generare elettricità.
