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Un esempio di reazione nucleare.

In fisica e in chimica nucleare una reazione nucleare è un tipo di trasformazione della materia che riguarda il nucleo di un atomo di uno specifico elemento chimico, che viene convertito in un altro a diverso numero atomico, coinvolgendo le cosiddette forze nucleari. Essendo tali forze notevolmente più forti delle forze elettrostatiche, le energie in gioco nelle reazioni nucleari sono sensibilmente più elevate rispetto a quelle in circolo nelle reazioni chimiche e metalliche.[1]

Indice

DescrizioneModifica

Il bombardamento del nucleo con nucleoni, fotoni o altri nuclei opportunamente accelerati, dà luogo a vari processi consistenti in violente variazioni dell'energia e della quantità di moto delle particelle interagenti e, in molti casi, nella produzione di particelle diverse da quelle che hanno interagito.

Nelle reazioni nucleari i nuclei dei reagenti sono diversi dai nuclei dei prodotti finali, che possono essere sia degli isotopi (cioè atomi dello stesso elemento chimico quindi con lo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa) dei reagenti iniziali, sia elementi chimici completamente differenti. L'energia minima necessaria che deve possedere un reagente, affinché la reazione abbia luogo, deve almeno eguagliare l'energia di barriera.

Durante una reazione nucleare il numero di massa A (numero dei nucleoni = protoni + neutroni) e il numero atomico Z (numero dei protoni) sono conservati, cioè rimangono costanti.[1]

Ad esempio:
 

Conservazione di A: 14 + 4 = 17 + 1
Conservazione di Z: 7 + 2 = 8 + 1

Tipi di reazioni nucleariModifica

 
La reazione di fusione nucleare tra deuterio e trizio con l'emissione di elio, un neutrone e la produzione di 3,5 MeV d'energia.

Le principali reazioni nucleari sono:

Nella prima avviene la divisione di un nucleo in due o più nuclei, nella seconda l'unione di due nuclei in uno. La fissione nucleare è alla base della tecnologia dell'energia nucleare, la fusione è alla base dell'emissione di energia delle stelle. L'annichilazione avviene invece quando una particella e la sua antiparticella entrano in contatto trasformandosi, completamente o parzialmente, in energia elettromagnetica. In questi casi sono coinvolte le forze nucleari forti.[1]

Anche la trasmutazione o decadimento radioattivo può essere considerato una reazione nucleare in quanto processo spontaneo che coinvolge come reagente il nucleo atomico di determinati isotopi instabili. In questo caso possono essere coinvolte anche le forze nucleari deboli.[1]

NoteModifica

  1. ^ a b c d J.K. Shultis, R.E. Faw, Fundamentals of nuclear science and engineering, CRC Press, 2002, p. 151, ISBN 0-8247-0834-2.

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