Cos'è la fusione nucleare?

Vorrei sapere, in parole semplici, in cosa consiste la fusione nucleare e quali sono le sue conseguenze.

Grazie!

1 risposta

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  • 1 decennio fa
    Risposta preferita

    I nuclei degli atomi sono formati di protoni e neutroni; hanno carica positiva e sono tenuti insieme da una forza che si chiama "interazione forte". In condizioni normali, due nuclei si respingono, perché entrambi di carica positiva (repulsione elettomagnetica).

    Ma se si esercita una pressione abbastanza grande (enorme, in realtà), i nuclei si avvicinano abbastanza da far prevalere l'interazione forte e si "fondono" in un solo nucleo, più pesante.

    Però il nucleo che ne risulta non ha esattamente la massa data dalla somma dei due nuclei originari; ha invece una massa leggermente minore. La frazione di massa che manca si è trasformata in energia, di solito in calore. Siccome in una quantità di materia anche piccolissima c'è un enorme numero di nuclei, ecco che la loro fusione sprigiona una quantità enorme di energia.

    Questo processo è quello che "accende" e alimenta tutte le stelle: nel cuore del Sole avviene da miliardi di anni, in condizioni di pressione e temperatura altissime (milioni di gradi), la fusione di nuclei di idrogeno.

    Se invece pensi al Giappone, si tratta di tutt'altra cosa: la fusione del nucleo (non nucleare).

    In una centrale termonucleare ci sono barre di metallo che contengono uranio di tipo particolare; bombardando i nuclei di uranio con neutroni, i nuclei si spezzano in due e liberano energia e altri neutroni, che a loro volta vanno a colpire altri nuclei. Si chiama reazione a catena.

    Il calore prodotto da questa reazione (fissione) serve a produrre vapore che poi alimenta le turbine e produce energia elettrica.

    Il problema è controllare questa reazione, ossia regolarne la velocità, per impedire che si sviluppi troppo calore nel reattore. Ci sono vari modi per farlo, ma in ogni caso è importantissimo che il reattore sia continuamente raffreddato, per non sviluppare troppo calore: in quel caso il vapore avrebbe una pressione tale da far esplodere il cappotto di cemento armato che contiene il reattore.

    Nel caso del Giappone il terremoto ha messo fuori uso le pompe e i sistemi di raffreddamento (normali e di emergenza) di alcuni reattori; in essi la temperatura e la pressione stanno aumentando, e c'è il rischio che la reazione nucleare in almeno un reattore sia almeno in parte fuori controllo – non è più possibile rallentarla né fermarla, ed essa procede sviluppando sempre più calore.

    Se la temperatura sale troppo, le barre contenenti urani possono fondere in un blocco unico ad altissima temperatura, che potrebbe sprigionare un'energia tale da far esplodere il reattore, spargendo tutt'intorno acqua e materiale radioattivi.

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