1. Difetto di massa ed energia di legame:
* Difetto di massa: La massa totale dei nuclei figlia dopo la fissione è leggermente inferiore alla massa del nucleo genitore originale. Questa differenza di massa, chiamata "difetto di massa", viene convertita in energia secondo la famosa equazione di Einstein E =MC².
* Energia vincolante: L'energia necessaria per tenere insieme i nucleoni (protoni e neutroni) in un nucleo è chiamata energia di legame. La fissione rilascia energia perché i nuclei figlia hanno un'energia di legame più elevata per nucleone rispetto al nucleo genitore. Ciò significa che i nuclei della figlia sono più stabili e hanno un rapporto di massa-energia inferiore.
2. Rilascio di energia di fissione:
L'energia rilasciata in fissione è principalmente sotto forma di:
* Energia cinetica dei prodotti di fissione: I nuclei della figlia sono espulsi con energia cinetica molto elevata.
* Energia cinetica dei neutroni: Durante la fissione vengono rilasciati neutroni multipli, trasportando un'energia cinetica significativa.
* Radiazione gamma: Durante il processo di fissione vengono emessi anche raggi gamma ad alta energia.
Calcolo:
1. Determina il difetto di massa: Sottrai la massa totale dei nuclei figlia ed emetteva neutroni dalla massa del nucleo originale.
2. Converti il difetto di massa in energia: Moltiplica il difetto di massa per la velocità della luce quadrata (C²), usando l'unità di massa atomica del fattore di conversione 1 (AMU) =931,5 meV/c².
Esempio:
La fissione di uranio-235 (U-235) può essere rappresentata come segue:
`` `
¹⁴¹ba + ⁹²kr + 3 neutroni → ²³⁵u + energia
`` `
* Difetto di massa: Il difetto di massa in questa reazione è di circa 0,215 AMU.
* Energia rilasciata:
* E =mc² =(0,215 amu) * (931,5 mev/c²) =200,7 mev
Pertanto, vengono rilasciati circa 200,7 MEV di energia per evento di fissione di U-235.
Nota: L'energia rilasciata in fissione può variare leggermente a seconda dei nuclei figlia specifici prodotti e dell'energia dei neutroni e dei raggi gamma emessi.
Applicazioni pratiche:
L'energia rilasciata nella fissione nucleare è sfruttata per generare elettricità nelle centrali nucleari. La fissione svolge anche un ruolo nelle armi nucleari e lo sviluppo di altre tecnologie nucleari.
