Apparecchio della scienza: Cosa succede quando si divide un atomo?

Ogni atomo ha un nucleo al suo centro. Il nucleo è composto da due cose, neutroni e protoni. I neutroni non hanno carica e i protoni hanno carica positiva. Insieme neutroni e protoni sono chiamati nucleoni. Queste sono le parti principali su cui ci concentriamo quando parliamo di scissione degli atomi, ma gli atomi hanno anche degli elettroni. Gli elettroni hanno cariche negative e non si trovano all’interno del nucleo, ma gli girano intorno.

Cosa succede quando si divide un atomo?

C’è una certa quantità di energia coinvolta nel tenere tutti i nucleoni insieme nel nucleo. Questa è chiamata energia di legame. Se mettiamo la giusta tensione sul nucleo, l’energia di legame non è abbastanza grande per tenere tutto insieme e il nucleo si divide.

Per dividere un atomo, un neutrone, che viaggia alla giusta velocità, viene sparato contro il nucleo. Nelle giuste condizioni il nucleo si divide in due pezzi e viene rilasciata energia. Questo processo è chiamato fissione nucleare.

L’energia rilasciata nella scissione di un solo atomo è minuscola. Tuttavia, quando il nucleo viene scisso nelle giuste condizioni, vengono rilasciati anche alcuni neutroni vaganti che possono poi andare a scindere altri atomi, rilasciando più energia e più neutroni, causando una reazione a catena.

Questa reazione a catena moltiplica molto rapidamente la quantità di atomi scissi e la quantità di energia rilasciata. Nelle giuste condizioni, una grande quantità di energia può essere rilasciata in una frazione di secondo con conseguente esplosione nucleare.

Ogni atomo può essere scisso in questo modo?

In teoria ogni atomo può essere scisso in questo modo, ma in realtà le dimensioni contano. Più piccolo è il nucleo, più energia è necessaria per dividere l’atomo. Gli atomi con nuclei più grandi possono essere scissi con più successo

in questo modo.

Il ferro è un elemento molto stabile. Gli atomi con nuclei più grandi di quelli del ferro sono generalmente considerati abbastanza grandi per la fissione nucleare in questo modo. In realtà, solo pochi elementi sono effettivamente usati, l’uranio è il più comune usato nei reattori nucleari.

Splitting in two

Quando l’atomo si divide non si divide esattamente in due metà; l’uranio, per esempio, ha 92 protoni nel suo nucleo. Un atomo di uranio si divide tipicamente in un atomo di krypton (36 protoni) e un atomo di bario (56 protoni). Questo è chiamato fissione binaria. In rare occasioni gli atomi possono essere divisi in tre, si chiama fissione ternaria.

E la scissione di un atomo nello spazio?

La NASA ha già creato un reattore nucleare che può funzionare nello spazio. Si dice che questo piccolo e compatto reattore sia in grado di creare abbastanza energia (10 kilowatt di elettricità) per alimentare ininterrottamente diverse famiglie medie per 10 anni.

Anche se non ancora testato nello spazio, questo tipo di sistema di alimentazione è stato sviluppato per permetterci di viaggiare più lontano nello spazio, ben oltre le nostre attuali esplorazioni sulla Luna.

Si tratta di un reattore che può funzionare nello spazio.