1. La reazione di fusione:
* Nella fusione, due nuclei atomici leggeri (come gli isotopi di idrogeno) si combinano per formare un nucleo più pesante (come l'elio).
* Questo processo rilascia un'enorme quantità di energia, superando l'energia rilasciata nelle reazioni chimiche di milioni di volte.
2. Difetto di massa:
* La massa del nucleo risultante è leggermente inferiore alla massa combinata dei nuclei originali.
* Questa "massa mancante" è nota come difetto di massa .
3. Conversione di energia di massa:
* Secondo E =Mc², la massa ed energia sono intercambiabili.
* Il difetto di massa viene convertito in pura energia, che viene rilasciato come:
* Energia cinetica: Il nucleo appena formato e altre particelle (come i neutroni) si muovono a velocità incredibilmente elevate.
* Radiazione elettromagnetica: Vengono emessi fotoni ad alta energia (raggi gamma).
4. Energia vincolante:
* L'energia rilasciata nella fusione è chiamata energia vincolante .
* Questa è l'energia che tiene insieme i nucleoni (protoni e neutroni) nel nucleo.
* Maggiore è l'energia di legame per nucleone, più stabile è il nucleo.
* I nuclei più pesanti hanno energie di legame più elevate per nucleone rispetto ai nuclei più leggeri.
In sostanza, la fusione converte una piccola quantità di massa in un'enorme quantità di energia perché:
* La forte forza nucleare che lega protoni e neutroni nel nucleo è estremamente forte.
* Il difetto di massa, sebbene piccolo, viene moltiplicato per la velocità della luce al quadrato (C²) nell'equazione di Einstein, con conseguente massiccio rilascio di energia.
Esempio:
* Nella fusione di due nuclei di deuterio per formare un nucleo di elio, il difetto di massa è di circa 0,028 unità di massa atomica (AMU).
* Usando E =Mc², questa piccola differenza di massa viene convertita in un'enorme quantità di energia, equivalente a milioni di volt di elettroni (MEV).
La potenza di fusione è una fonte di energia promettente perché:
* Ha un vasto potenziale energetico.
* Utilizza combustibili abbondanti e prontamente disponibili come gli isotopi di idrogeno.
* Produce rifiuti radioattivi di lunga durata minimi.
Tuttavia, il raggiungimento di reazioni di fusione sostenute sulla Terra è uno sforzo tecnico impegnativo a causa delle temperature e delle pressioni estreme richieste.
