Comprensione delle basi
* Fission: La divisione di un nucleo atomico pesante (come l'uranio) in nuclei più leggeri.
* Fusion: La combinazione di due nuclei atomici leggeri (come gli isotopi di idrogeno) in un nucleo più pesante.
La fonte di energia
L'energia rilasciata sia nella fissione che nella fusione deriva dalla forza nucleare , che lega protoni e neutroni nel nucleo.
* Energia vincolante: Questa è l'energia che tiene insieme il nucleo. Un nucleo più stabile ha un'energia di legame più elevata.
Perché la fusione è più energica
1. Energia di legame più alta: La fusione di nuclei leggeri in nuclei più pesanti provoca un aumento significativo dell'energia di legame per nucleone (protone o neutrone). Ciò significa che il nucleo risultante è molto più stabile. L'energia extra vincolante viene rilasciata come energia.
2. Difetto di massa: La famosa equazione di Einstein, E =Mc², ci dice che la massa ed energia sono intercambiabili. Sia nella fissione che nella fusione, una piccola quantità di massa viene convertita in un'enorme quantità di energia. Tuttavia, il difetto di massa (la differenza di massa tra reagenti e prodotti) è maggiore nelle reazioni di fusione.
Esempio illustrativo
* fusione di deuterio e trizio: Questi isotopi di idrogeno fusibili per formare elio, rilasciando una grande quantità di energia. Il nucleo dell'elio è molto più stabile dei nuclei di deuterio e tritium originali.
* Fission of Uranium: Gli atomi di uranio si sono divisi in elementi più leggeri, rilasciando energia. Tuttavia, la differenza nell'energia di legame per nucleone è inferiore rispetto alle reazioni di fusione.
Punti importanti da considerare
* Temperatura e pressione: Le reazioni di fusione richiedono temperature estremamente elevate (milioni di gradi Celsius) e pressioni per superare la repulsione elettrostatica tra i nuclei caricati positivamente.
* Confinamento: Mantenere queste condizioni estreme per la fusione sostenuta è una sfida tecnologica significativa. Questo è il motivo per cui il potere di fusione è ancora in fase di sviluppo.
in riassunto
Mentre sia la fissione che la fusione rilasciano energia, la fusione rilascia significativamente più energia perché l'energia di legame per nucleone aumenta drasticamente quando i nuclei leggeri si fondono. Questa differenza nell'energia di legame si traduce in un difetto di massa maggiore e, quindi, un maggiore rilascio di energia secondo E =Mc².
