5 DIFFERENZE tra FISSIONE e FUSIONE nucleare

La chimica classica sostiene che atomo è l'unità più piccola e indivisibile della materia. Le reazioni chimiche sono quelle in cui gli atomi che compongono le molecole si ricombinano per dare origine a nuove molecole a seguito dell'interazione di quelle inizialmente presenti. Tuttavia, gli atomi possono stabilire interazioni che coinvolgono le particelle che compongono i loro nuclei. Sono le cosiddette reazioni nucleari.

In questa lezione di un INSEGNANTE scopriremo quali sono i tipi di reazioni nucleari e quali sono le differenze tra fissione e fusione nucleare.

Sia la fissione che la fusione nucleare sono reazioni nucleari. Questi sono processi in cui i nuclei atomici o nuclei atomici e le particelle subatomiche interagiscono tra loro. La reazione nucleare più semplice, e la prima ad essere scoperta, è la radioattività, che consiste nella decomposizione spontanea di un nucleo atomico instabile in uno più semplice con maggiore stabilità e minore energia. Questa reazione di decomposizione rilascia energia sotto forma di radiazione.

I restanti tipi di reazioni nucleari sono, generalmente, due nuclei o particelle che reagiscono per dare origine ai prodotti della reazione. Perché avvenga una reazione nucleare, a nuclear energia di attivazione. Le reazioni nucleari rilasciano energia sotto forma di energia cinetica (energia associata al movimento) da atomi prodotto della reazione e, talvolta, all'emissione di raggi gamma (radiazioni elettromagnetiche di alta energia).

Definizione di fusione nucleare

Come suggerisce il nome, la fusione nucleare è il tipo di reazione in cui due nuclei leggeri si fondono per formare un nucleo più pesante, ma con una massa leggermente inferiore alla somma delle masse dei due nuclei da cui si è formato. Questa differenza tra la massa finale e quella iniziale si esprime sotto forma di energia secondo la reazione: E = m · c².

Definizione di fissione nucleare

La fissione nucleare è la reazione opposta alla fusione. È una reazione in cui un nucleo pesante, essendo bombardato da particelle si rompe per dare origine a nuclei più leggeri, generando anche altri prodotti della reazione come particelle subatomiche e raggi gamma.

Ora che conosci il significato, tuffiamoci subito per scoprire le differenze tra fissione e fusione nucleare. Ce ne sono cinque principali e qui le riassumiamo.

1.- Queste sono reazioni opposte

Come abbiamo commentato nella sezione precedente, fusione e fissione sono due reazioni nucleari opposte. Poiché nella fusione i nuclei leggeri si fondono in quelli più pesanti e nella fissione i nuclei degli elementi pesanti si decompongono in quelli più leggeri.

2.- Energie di attivazione

• fissione: Nel caso di reazioni di fissione l'energia di attivazione dipende dalla dimensione del nucleo, nel caso di nuclei pesanti la reazione avviene spontaneamente. Nel caso di nuclei più leggeri, la reazione deve essere indotta bombardando i nuclei con particelle a bassa energia. Pertanto, nel caso della fissione nucleare la quantità di energia richiesta per avviare la reazione è molto piccola o inesistente.
• Fusione: Nel caso della fusione nucleare, richiedono grandi quantità di energia per attivare la reazione. Per avviare la reazione di fusione nucleare, è necessario aumentare la temperatura del combustibile a 100 milioni di ºC, in modo che il gli atomi di combustibile si spostano allo stato di plasma (uno stato in cui gli elettroni si muovono liberamente indipendentemente dai nuclei atomico). Questo tipo di condizione è quella che si verifica all'interno delle stelle, dove avvengono le reazioni di fusione nucleare.

3.- Abbondanza di carburante

• fissione: Queste reazioni nucleari richiedono atomi pesanti come uranio, torio o plutonio come combustibile. Gli elementi pesanti sono il meno abbondante nell'universo e loro sono in piccole proporzioni nella crosta terrestre. Inoltre, gli isotopi radioattivi di questi elementi pesanti si trovano in natura mescolati con altri isotopi non radioattivi o come parte di minerali.
• Fusione: Gli atomi leggeri che partecipano alle reazioni di fusione nucleare sono il più abbondante nell'universo, dove l'idrogeno (l'elemento più leggero) è maggioritario, rappresentando il 92% del totale. Sebbene l'idrogeno sia relativamente scarso sulla Terra, può essere ottenuto da fonti rinnovabili come la biomassa cellulosica o dall'acqua. Per questo motivo l'idrogeno è considerato un carburante inesauribile.

4.- Residui derivanti dalla reazione

• fissione: Le reazioni di fissione nucleare producono nuclei instabili che emettono radioattività per lunghissimi periodi di tempo, perché hanno emivite (il periodo necessario per dimezzare le emissioni radioattive) che possono essere superiori a 30 anni. Il produzione di scorie radioattive Nelle reazioni di fissione nucleare, sono un pericolo per la salute umana e per l'ambiente, quindi devono essere gestiti e conservati correttamente.
• Fusione: Le reazioni di fusione nucleare non producono scorie radioattive, quindi è considerata energia pulita, poiché sono reazioni che non producono residui inquinanti. Nel caso della reazione di fusione protone-protone, una delle più comuni reazioni di fusione, il prodotto ottenuto è un gas nobile, l'elio. L'elio è un elemento poco reattivo e che non rappresenta alcun pericolo per la salute umana e per l'ambiente.

5.- Ottenere energia a livello commerciale

• Fissione: attualmente è l'unico tipo di reazione nucleare che ha la tecnica necessaria per essere sfruttato commercialmente. Tutte le centrali nucleari utilizzano reazioni di fissione nucleare.
• Fusione: Oggi, non abbiamo ancora la tecnologia necessaria ottenere energia elettrica attraverso la fusione nucleare. La principale difficoltà tecnica è l'alta temperatura necessaria per avviare la reazione, poiché Non abbiamo alcun materiale che possa resistere a queste temperature e dove sia possibile confinare la reazione.