Bomba atomica: differenze tra le versioni

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Quando un [[neutrone]] libero colpisce un nucleo di [[Uranio|U]]<sup>235</sup> o di [[Plutonio|Pu]]<sup>239</sup>, viene catturato dal nucleo per un tempo brevissimo, rendendo il nucleo composto instabile: questo si spezza entro 10<tt><sup>−12</sup></tt> secondi in due o più nuclei di elementi più leggeri, liberando contestualmente da due a quattro neutroni. Circa l'uno per cento della sua [[massa (fisica)|massa]] viene [[E=mc²|convertita]] in [[energia]] sotto forma principalmente di [[fotoni]] ed [[energia cinetica]] dei nuclei leggeri residui e dei neutroni liberi, per un totale di circa 200 [[MeV]].
 
I neutroni liberati dal processo possono urtare a loro volta altri nuclei fissili presenti nel sistema, che quindi si fissionano liberando ulteriori neutroni e propagando la reazione a catena in tutta la massa di materiale. Come già detto però la reazione a catena avviene se e solo se la probabilità di cattura dei neutroni da parte dei nuclei fissili è sufficientemente alta, cioè se i nuclei sono numerosi, molto vicini fra loro e le perdite per fuga dal sistema sono opportunamente ridotte. Questo si ottiene, tipicamente, mettendo insieme in una geometria a basso rapporto superficie/volume una certa quantità di uranio (o plutonio) metallico altamente "arricchito", in cui cioè l'isotopo fissile è presente in concentrazione molto più alta di quella naturale, addirittura superiore al 90% del totale, e in quantità tale dache l'assemblaggio finale superaresuperi la cosiddetta "[[massa critica (fisica)|massa critica]]".
 
Il valore esatto della "massa critica" dipende dall'elemento scelto, dal grado del suo arricchimento e dalla forma geometrica (una schermatura che circonda la massa stessa impedendo la fuga di neutroni può contribuire anch'essa a diminuirne il valore). Orientativamente è dell'ordine alcuni chilogrammi.<ref>Federation of American Scientist, "Fission Weapons. Critical masses in spherical geometry for weapon-grade materials" in: "Nuclear Weapons Design": http://fas.org/nuke/intro/nuke/design.htm</ref>