Ecco come l'energia viene rilasciata durante la fusione nucleare:
1. Strong Nuclear Force: I nuclei degli atomi sono tenuti insieme dalla forte forza nucleare, che è estremamente potente su distanze molto brevi. Quando due nuclei leggeri si avvicinano abbastanza da superare la repulsione elettrostatica tra i loro protoni caricati positivamente, la forte forza nucleare prende il sopravvento.
2. Energia di legame: La forte forza nucleare è responsabile del legame dei protoni e dei neutroni nel nucleo. La quantità di energia richiesta per superare questa forza e rompere il nucleo è chiamata energia legante. I nuclei più chiari hanno energie di legame inferiori per nucleone (protone o neutrone) rispetto ai nuclei più pesanti.
3. Difetto di massa: Quando due nuclei leggeri si fondono per formare un nucleo più pesante, il nucleo risultante ha un'energia di legame più elevata per nucleone rispetto ai nuclei originali. Ciò significa che l'energia di legame totale del nucleo più pesante è maggiore della somma delle energie di legame dei nuclei più leggeri. La differenza nell'energia vincolante si manifesta come un difetto di massa.
4. Einstein's e =mc²: Secondo la famosa equazione di Einstein, la massa ed energia sono equivalenti. Il difetto di massa nella reazione di fusione viene convertito in un'enorme quantità di energia, come descritto dall'equazione E =mc², dove:
- E è l'energia rilasciata
- m è il difetto di massa
- C è la velocità della luce
In sintesi:
* La fusione di nuclei leggeri provoca la formazione di un nucleo più pesante con un'energia di legame più elevata per nucleone.
* L'energia di legame in eccesso nel nucleo più pesante viene rilasciata come energia a causa del difetto di massa.
* Questo rilascio di energia è spiegato dall'equazione E =mc² di Einstein, in cui il difetto di massa viene convertito in energia.
Esempio:
La fusione di due nuclei di deuterio (²H) per formare un nucleo di elio (⁴he) rilascia una quantità significativa di energia. Questo perché il nucleo dell'elio ha un'energia di legame più elevata per nucleone rispetto ai nuclei di deuterio. Questa energia di legame in eccesso viene rilasciata come energia, spiegando perché le reazioni di fusione producono così tanta energia.
