La fissione nucleare è il processo di divisione di un nucleo atomico instabile in altri nuclei più stabili. Questo processo fu scoperto nel 1939 da Otto Hahn (1879-1968) e Fritz Strassmann (1902-1980).
La fissione nucleare dell'uranio è la più conosciuta, poiché è la più utilizzata per la generazione di energia attraverso reazioni nucleari.
Il processo consiste fondamentalmente nel fare in modo che un neutrone colpisca il nucleo di un atomo e questo si dividerà in due nuclei più stabili e rilascerà neutroni, che raggiungeranno anche altri atomi provocando una reazione in prigione.
Fissione nucleare e fusione nucleare
La fissione nucleare è la scissione dei nuclei degli atomi. Ad esempio, quando viene colpito da un neutrone (n), l'atomo di uranio (U) può rompersi e generare atomi di bario (Ba) e cripto (Kr) e altri tre neutroni (n).
La fissione nucleare dell'uranio può rilasciare l'energia di 8.107 kJ/g.
IL Fusione nucleare è il processo opposto alla fissione. Invece di dividere il nucleo dell'atomo, il nucleo di due o più atomi si unisce.
La reazione più comune è l'unione di due isotopi dell'elemento idrogeno (H). trizio (1H3) e deuterio (1H2) si uniscono formando un atomo di elio (2lui4), un neutrone (n) e rilasciando grandi quantità di energia.
Questo è un processo molto più violento. L'energia rilasciata è di circa 3,108 kJ/g. Da qui il funzionamento della bomba più distruttiva del pianeta: la bomba all'idrogeno.
Inoltre, mentre è possibile controllare la fissione nucleare, utilizzata nei reattori delle centrali nucleari, lo stesso non avviene con la fusione nucleare.
Applicazioni della fissione nucleare
La fissione nucleare è utilizzata nelle seguenti attività:
- Medicinale: La radioattività risulta dalla fissione nucleare. Pertanto, è utilizzato nelle radiografie e nei trattamenti del tumore.
- Produzione di energia: La fissione nucleare è un'alternativa nella produzione di energia in modo più efficiente e pulito, in quanto non emette gas. I reattori nucleari sono in grado di controllare la violenza del processo di fissione rallentando l'azione dei neutroni in modo che non si verifichi un'esplosione. Questo tipo di energia che chiamiamo Energia nucleare.
- Bombe atomiche: Le bombe atomiche funzionano come risultato di processi di fusione e fissione nucleare e hanno un alto potere distruttivo. La reazione di fissione nucleare ha dato origine al Progetto Manhattan, creato allo scopo di costruire armi nucleari.
Tuttavia, nonostante i suoi vantaggi e le sue applicazioni, l'energia prodotta nelle centrali nucleari dà origine a scorie nucleari.
Pertanto, il principale danno derivante dall'applicazione della fissione è il rischio di un incidente dovuto all'uso di materiale radioattivo. Il contatto con questi residui può portare alla comparsa di varie malattie, come il cancro e persino la morte.
Questa situazione può essere esemplificata da Incidente di Chernobyl, avvenuta il 26 aprile 1986. È considerato il più grave nella storia dell'energia nucleare commerciale, causando un enorme rilascio di scorie nucleari.
Conosci anche il Bomba di Hiroshima.
processo di fissione nucleare
Il processo avviene a seguito dell'incidenza del neutrone sul nucleo atomico. Quando hai accelerato il bombardamento dell'atomo che ha un nucleo fissile, si divide in due.
Con questo, compaiono due nuovi nuclei e vengono rilasciati fino a 3 neutroni e una grande quantità di energia.
I neutroni rilasciati possono raggiungere altri nuclei e dare origine a nuovi neutroni. Quindi, a Reazione a catena, cioè un processo continuo che rilascia una grande quantità di energia nucleare.
Fissione nucleare dell'uranio
La reazione di fissione nucleare più conosciuta è quella che si verifica con l'uranio. Quando uno neutrone con sufficiente energia raggiunge il nucleo di uranio, liberando neutroni che possono provocare la fissione di altri nuclei. Questa reazione è anche nota per rilasciare grandi quantità di energia.
Dall'uranio (U) si possono formare diversi prodotti, come bario (Ba), krypton (Kr), bromo (Br), lantanio (La), stagno (Sn), molibdeno (Mo), iodio (I) e ittrio ( Y).
Esercitazioni sulla fissione nucleare
domanda 1
(Ufal) L'equazione:
rappresenta una reazione di:
a) conversione catalitica.
b) decadimento radioattivo.
c) redox.
d) fissione nucleare.
e) fusione nucleare.
Alternativa corretta: d) fissione nucleare.
Quando un neutrone (n) colpisce un nucleo atomico instabile, come l'uranio (U), si verifica un'interruzione e il rilascio di nuclei atomici più stabili. I neutroni prodotti anche in questa reazione raggiungeranno altri nuclei provocando una reazione a catena.
Domanda 2
Qual è la differenza tra fissione e fusione nucleare?
Risposta: Mentre nella fissione nucleare c'è una divisione di un nucleo atomico, nella fusione i nuclei atomici si uniscono.
Domanda 3
(Ufal) La fissione nucleare è la divisione di un nucleo atomico pesante e instabile che avviene, ad esempio, bombardando questo nucleo con neutroni, liberando energia. L'alternativa che rappresenta correttamente un'equazione di fissione nucleare è:
Il)
B)
ç)
d)
Alternativa corretta: d) .
Il numero di massa di un elemento corrisponde alla somma di protoni e neutroni. Nel primo membro dell'equazione abbiamo 92 protoni nell'atomo di uranio, che corrisponde al numero atomico, e 143 neutroni, calcolati sottraendo il numero di protoni dalla massa.
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143
Oltre ai neutroni di uranio, abbiamo un altro neutrone che ha bombardato il nucleo atomico e un totale di 144 neutroni nel primo membro.
Nel secondo membro dell'equazione, la somma dei numeri atomici di bario (Ba) e krypton (Kr) ammonta a 92 protoni.
56 + 36 = 92
Il numero di neutroni del bario (Ba) è 84 e il cripto (Kr) è 57. Otteniamo questi valori sottraendo il numero di protoni dalla massa.
A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84
A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57
Nell'essere membro abbiamo quindi 144 neutroni, poiché aggiungiamo i neutroni dei due nuclei atomici ai tre rilasciati nella reazione.
84 + 57 + 3 = 144
Pertanto, l'equazione è corretto: 92 protoni e 144 neutroni in ciascun membro dell'equazione.
Vedi le domande dell'esame di ammissione all'università sull'argomento nell'elenco che abbiamo preparato: esercizi di radioattività.
