Il Novecento

L'energia Nucleare

All’inizio di questo secolo uno scienziato tedesco, Albert Einstein, elaborò la teoria secondo la quale l’energia e la massa sono equivalenti, ovvero che è possibile trasformare la massa in energia e l’energia in massa,secondo l'equazione

E = m*c2

Questa teoria, che appena enunciata apparve assolutamente fantastica, al giorno d’oggi è universalmente accettata, in quanto è stata verificata sperimentalmente. Della trasformazione dell’energia in massa è stata fatta una verifica in laboratorio; della trasformazione della massa in energia non solo è stata fatta la verifica in laboratorio, ma ne sono state ottenute delle utilizzazioni pratiche. Il procedimento attraverso il quale è possibile ottenere energia dalla materia viene chiamato fissione. La parola deriva dal latino findere, ovvero spaccare

La fissione nucleare


Il nucleo atomico usato a questo scopo è   l’Uranio 235 che è particolarmente instabile. Contro un nucleo di uranio, viene sparato un neutrone. Colpito dal neutrone, il nucleo si scinde in due nuclei più piccoli, il cripto, il bario e due o tre neutroni. La massa dei prodotti di fissione, cioè i due nuclei più piccoli e i due o tre neutroni, non è uguale a quella dell’atomo originale: una parte della massa si è trasformata in energia. I neutroni emessi  bombardano altri atomi di uranio con lo stesso risultato precedente . Si ha così una reazione a catena che se incontrollata è esplosiva come nella bomba atomica. Nel reattore nucleare la reazione a catena viene rallentata da delle barre di minio e raffreddate ad acqua; l’energia prodotta viene convertita in altre forme di energia ( termica, elettrica ecc.). Come prodotto di rifiuto si hanno le scorie nucleari, atomi radioattivi che impiegano 4 miliardi di anni per diventare stabili.

Questo processo di fissione fu ottenuto per la prima volta a Chicago nel 1942 da un gruppo di scienziati coordinati da Enrico Fermi, e fu subito utilizzato per costruire la bomba A, cioè la bomba atomica. Infatti la quantità di energia che scaturisce dalla fissione di un solo atomo non è molta, ma se la si moltiplica per l’enorme numero di atomi che in un processo di reazione a catena possono essere scissi in qualche chilo di uranio o di plutonio, l’energia che si ottiene è tale da distruggere una grande città come appunto era Hiroshima, una delle due città su cui furono lanciate le prime bombe A. Attualmente la fissione, oltre che per scopi militari, viene utilizzata anche per scopi civili. Vi sono infatti centrali nucleari in cui il processo di fissione avviene in modo controllato, in modo da non avere un’esplosione ma una produzione continua di energia che, attraverso diverse trasformazioni, viene alla fine trasformata in energia elettrica e distribuita agli utenti.








La fusione nucleare:

Vi è un altro processo attraverso il quale è possibile trasformare la materia in energia, la fusione . Questo processo è l’opposto della fissione. Due nuclei di deuterio e di tritio, due isotopi dell’idrogeno, si saldano insieme e dalla combinazione si ottiene un nucleo di elio e un neutrone. I prodotti della fusione, però, hanno una massa più piccola dei due nuclei originali: la massa che manca nel conto si e trasformata in energia; questo è il meccanismo di produzione dell’energia irraggiata dal Sole e dalle altre stelle. La fusione di due nuclei di deuterio e tritio, però, si può ottenere solo a temperature di almeno 100 000 000 ° C, per cui non si è ancora potuto ottenere sulla Terra un uso pratico di tale processo data la difficoltà di realizzare temperature così elevate. L’unico uso che se ne è già fatto e stato per scopi bellici, costruendo la spaventosa bomba H, cioè la bomba all’idrogeno, anche se sono attualmente in corso ricerche piuttosto avanzate ad ottenere una fusione " controllata ".