1. Assorbimento dei neutroni: Un neutrone che si muove lentamente viene assorbito dal nucleo di un atomo di uranio-235. Questo processo forma un nucleo di uranio-236 instabile ed eccitato.
2. Eccitazione nucleare: L'assorbimento del neutrone fa sì che il nucleo dell'uranio-236 diventi altamente eccitato ed energetico. Raggiunge uno stato di grande instabilità ed è pronto a dividersi in frammenti più piccoli.
3. Fissione nucleare: Il nucleo eccitato dell'uranio-236 subisce la fissione nucleare, dove si divide in due nuclei più piccoli e più stabili. Questi frammenti, chiamati prodotti di fissione, sono tipicamente krypton-92 e bario-141.
4. Rilascio di neutroni: Durante il processo di fissione vengono rilasciati numerosi neutroni. In media, vengono prodotti circa 2-3 neutroni per evento di fissione. Questi neutroni rilasciati sono cruciali per sostenere la reazione a catena.
5. Reazione a catena: I neutroni rilasciati nel processo di fissione possono continuare a colpire e causare ulteriori eventi di fissione negli atomi vicini di uranio-235. Questa sequenza di reazioni di fissione porta a una reazione a catena in cui più nuclei di uranio-235 subiscono la fissione, rilasciando più neutroni ed energia.
6. Massa critica: Affinché la reazione a catena diventi autosufficiente, è necessaria una massa critica di uranio-235. La massa critica si riferisce alla quantità minima di materiale fissile necessaria per una reazione a catena di fissione sostenuta. L'uranio-235 viene tipicamente arricchito per aumentare la concentrazione dell'isotopo e raggiungere la criticità.
7. Controllo della reazione a catena: Nei reattori nucleari, la reazione a catena viene attentamente controllata e moderata utilizzando barre di controllo. Queste barre assorbono i neutroni, regolando così la velocità con cui progredisce la reazione a catena e garantendo un funzionamento sicuro e stabile del reattore.
Vale la pena notare che l'uranio-235 non subisce la fissione spontaneamente. L'assorbimento di un neutrone fornisce l'energia e l'instabilità necessarie per avviare il processo di fissione. Nelle armi nucleari, la fissione rapida e incontrollata dell'uranio-235 provoca un rilascio improvviso di un'enorme energia, che porta alla detonazione dell'arma.
