reazioni di trasmutazione artificiale e di
fissione e fusione nucleare
1-ogni elemento chimico è caratterizzato da un numero di protoni(numero atomico Z) da 1 a 92 2-ogni elemento chimico possiede nel nucleo anche dei neutroni in numero variabile(N) 3-la somma dei protoni e dei neutroni(nucleoni) rappresenta il numero di massa(A) 4-un isotopo è un atomo di un elemento con diverso numero di neutroni a parità di protoni:cambia solo il numero di massa A 5-un isotopo viene indicato con il simbolo dell'elemento, con il numero atomico e il numero di massa X(Z,A)....U(92,235)...U(92,238) trasmutazione di elemento:si verifica quando un elemento cambia il suo numero atomico Z: a-può avvenire per decadimento radioattivo spontaneo b-può avvenire per bombardamento del nucleo con particolari particelle(neutroni,alfa,protoni,ioni) c-può avvenire per fissione o per fusione per ottenere la trasmutazione artificiale si usano come proiettili per colpire il nucleo dell'elemento da trasformare particelle di varia natura: neutroni:eventualmente rallentati per facilitare la interazione protoni,alfa,ioni positivi:opportunamente accelerati con macchine acceleratrici per conferire energia sufficiente per vincere la repulsione elettrostatica dei protoni nucleari spesso il nuclide derivato per trasmutazione risulta instabile e decade mediante emissione di radiazione caratteristica esempi di reazioni di trasmutazione per bombardamento nuclide iniziale + proiettile -->nuclide finale + particella X(40,90) + n(0,1) ----> Y(38,87) + alfa(2,4) X(50,110)+ p(1,1) ----> Y(51,110)+ n(0,1) X(40,90) + a(2,4) ----> Y(41,93) + p(1,1) X(40,90) + n(0,1) ----> Y(41,91) + e(1,0)
nella fissione nucleare un atomo di grande massa(in pratica U235) colpito da un neutrone si trasforma in isotopo U236 instabile:immediatamente esplode generando due nuovi elementi più leggeri e liberando alcuni neutroni: la massa dei frammenti e dei neutroni derivati nella fissione risulta inferiore alla massa del nuclide colpito e del neutrone usato come proiettile:la differenza di massa compare come energia equivalente secondo la relazione dE = dM*c^2 (energia generata=massa scomparsa*velocità della luce al quadrato)
nella fusione nucleare,atomi di piccola massa(es.H) possono
unirsi (se opportunamente trattati) per formare atomi di
elementi più pesanti(es.He):anche in questo caso la massa
degli elementi derivati dalla fusione risulta inferiore a
quelli degli atomi degli elementi originari:la massa mancante
viene trasformata in energia equivalente
4 H --------> He
