La fissione nucleare è un processo in cui il nucleo di un atomo si divide in due o più nuclei più piccoli, insieme al rilascio di energia. Questo processo è un tipo di radioattività e viene utilizzato in varie applicazioni, comprese le centrali nucleari e le bombe atomiche.
La radioattività è il processo mediante il quale i nuclei atomici instabili perdono energia emettendo radiazioni. Esistono tre tipi principali di radiazioni: particelle alfa, particelle beta e raggi gamma. Queste emissioni possono essere dannose, ma hanno anche applicazioni utili nella medicina, nell’industria e nella produzione di energia.
Gli atomi sono gli elementi costitutivi fondamentali della materia. Sono costituiti da un nucleo, che contiene protoni e neutroni, e da elettroni che orbitano attorno al nucleo. Il numero di protoni nel nucleo determina l'elemento. Ad esempio, l'idrogeno ha un protone, mentre l'uranio ha 92 protoni.
Durante la fissione nucleare, il nucleo di un atomo pesante, come l'uranio-235 o il plutonio-239, assorbe un neutrone. Ciò rende il nucleo instabile, provocandone la divisione in due nuclei più piccoli, chiamati frammenti di fissione. Insieme a questi frammenti vengono rilasciati diversi neutroni e una grande quantità di energia.
I neutroni rilasciati durante la fissione possono causare più reazioni di fissione nei nuclei vicini. Questo crea una reazione a catena. Se la reazione a catena è controllata, può essere utilizzata per produrre energia in una centrale nucleare. Se non viene controllato, può provocare un'esplosione, come in una bomba atomica.
L'energia rilasciata durante la fissione nucleare proviene dalle forti forze nucleari che tengono insieme il nucleo. Quando il nucleo si divide, parte di questa energia viene convertita in calore e radiazione. Questa energia può essere sfruttata per generare elettricità.
Centrali nucleari: in una centrale nucleare, le reazioni di fissione controllata producono calore, che viene utilizzato per generare vapore. Il vapore aziona le turbine che producono elettricità. Questo processo non produce gas serra, rendendolo un’alternativa più pulita ai combustibili fossili.
Usi medici: gli isotopi radioattivi prodotti dalla fissione vengono utilizzati nell'imaging medico e nel trattamento del cancro. Ad esempio, lo iodio-131 è usato per trattare il cancro alla tiroide.
Bombe atomiche: le reazioni di fissione incontrollata vengono utilizzate nelle bombe atomiche. Il rapido rilascio di energia provoca una massiccia esplosione.
Puoi dimostrare una reazione a catena usando il domino. Prepara una linea di tessere del domino in piedi. Quando fai cadere la prima tessera, farà cadere la successiva e così via, creando una reazione a catena. Questo è simile al modo in cui i neutroni causano più reazioni di fissione in una reazione a catena nucleare.
La fissione nucleare produce scorie radioattive, che devono essere gestite con attenzione per evitare la contaminazione ambientale. Inoltre, esiste sempre il rischio di incidenti, come il disastro di Chernobyl, che possono avere gravi conseguenze.
