A metà del 1933, il fisico italiano Enrico Fermi osservò che quando il nucleo atomico di alcuni elementi veniva bombardato da neutroni in a velocità moderata, questo nucleo ha catturato il neutrone, emettendo radiazione gamma (γ), che è stata successivamente densificata dall'emissione di particelle beta (-10) e formò nuovi nuclei di altri elementi.
Esperimenti di questa natura furono condotti dal fisico tedesco Otto Hahn, e la spiegazione fu data dal fisico austriaco Lise Meitner e anche da suo nipote, il fisico Otoo Robert Frisch. Liza si riferiva a questo fenomeno usando per la prima volta il termine “fissione nucleare". Ha detto che il la fissione nucleare era quando un nucleo atomico pesante e instabile era rotto a causa del bombardamento di neutroni moderati, dando origine a due nuovi nuclei atomici medi e liberando anche 2 o 3 neutroni, oltre a una quantità di energia straordinariamente grande.
Ciò si verifica, ad esempio, con il nucleo di uranio-235 (92235U). Quando viene bombardato da un neutrone a velocità moderata, si rompe, dando origine a diverse coppie di nuclei diversi. Circa 200 diversi isotopi di 35 elementi chimici sono già stati prodotti nella fissione dell'uranio-235. Vedere un esempio di seguito, in cui vengono rilasciati isotopi di bario (
56142Ba) e cripto (3691Kr), più 3 neutroni:01n+ 92235U → 56142Ba+ 3691Kr + 3 01no
Si noti che se i 3 neutroni rilasciati nella fissione sono a velocità moderata, possono reagire nuovamente con altri nuclei di uranio-235 presenti e quindi continuare un Reazione a catena che continuerà a crescere progressivamente.
Tuttavia, perché ciò avvenga, è necessaria una quantità minima di massa di uranio-235. Questa più piccola massa fissile che sostiene la reazione a catena è chiamata massa critica. D'altra parte, se la massa di uranio-235 è inferiore a quella necessaria per il verificarsi della reazione a catena, si parla di massa subcritica.
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È questa reazione a catena incontrollata che viene utilizzata nell'esplosione di bombe atomiche, come quelli lanciati dagli Stati Uniti nella seconda guerra mondiale contro le città di Hiroshima (6 agosto 1945) e Nagasaki (tre giorni dopo) in Giappone. Il risultato fu la morte di 125.000 persone a Hiroshima e 90.000 a Nagasaki.
Rapporto di un giornale americano che menziona la bomba atomica sganciata dagli Stati Uniti su Hiroshima il 6 agosto 1945
Questo ci dà un'idea della colossale quantità di energia rilasciata nella fissione nucleare. Ci mostra anche che l'aumento della conoscenza delle Scienze, come la Chimica e la Fisica, può portare enormi danni agli esseri umani se non vengono utilizzate correttamente.
Ma può anche avere benefici. Ad esempio, attualmente la più grande applicazione della reazione di fissione nucleare è nell'uso della sua energia rilasciata per generare energia elettrica in centrali elettriche nucleari. Fondamentalmente, la reazione di fissione viene eseguita in modo controllato, quindi l'energia rilasciata viene utilizzata per riscaldare l'acqua, generando vapore che aziona una turbina, che aziona un generatore elettrico e produce energia elettrico.
Per capire di più su come farlo, leggi il testo Reattore nucleare.
Centrale nucleare che utilizza l'energia rilasciata nelle reazioni di fissione per generare energia elettrica
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Reazioni di fissione nucleare"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-fissao-nuclear.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
