Che cos'è una reazione nucleare?

Una reazione nucleare è un processo che si verifica quando il nucleo di un atomo perde particelle subatomiche nella misura in cui le sue proprietà vengono alterate. L'atomo originale di un elemento che subisce una reazione nucleare può diventare un diverso isotopo, o varietà, dello stesso elemento oppure può diventare un elemento completamente diverso. Le reazioni nucleari sono strettamente correlate alle radiazioni in generale, che possono verificarsi spontaneamente al di fuori di una reazione. La radiazione descrive semplicemente il processo di energia o articoli emessi da un atomo o altra particella. Il termine reazione nucleare, tuttavia, di solito si riferisce specificamente a una situazione in cui i nuclei di due atomi si scontrano e alterano le proprietà di almeno uno dei nuclei.

Una reazione nucleare può verificarsi in molte forme diverse, ognuna con risultati notevolmente diversi. In una reazione di fissione, una particella grande e spesso instabile, spontaneamente o come risultato di una collisione, si divide in due particelle diverse. Il contrario si verifica in una reazione nucleare di fusione: due particelle più piccole si scontrano e i loro nuclei si combinano per formare una particella più grande. Le reazioni di fusione si verificano naturalmente nelle stelle, ma la maggior parte dei tentativi umani di controllarle in modo efficace ed efficiente sono fallite. In una reazione di spallazione, un nucleo viene colpito con uno slancio sufficiente a spostare diversi neutroni o protoni, riducendo così il peso atomico della particella.

Le reazioni nucleari di fusione sono utilizzate nei reattori nucleari per produrre energia utilizzabile. Le particelle instabili si scontrano e si dividono, generando una quantità significativa di energia cinetica e termica. Questa energia può essere raccolta dal reattore nucleare e utilizzata per le preoccupazioni umane. Vi è un interesse significativo nell'uso delle reazioni di fusione per generare energia, poiché tendono a rilasciare una notevole quantità di energia. Sfortunatamente, le reazioni di fusione sono straordinariamente difficili da controllare: si verificano naturalmente nelle condizioni di alta pressione e alta energia presenti sulle stelle e tali condizioni sono molto difficili da replicare.

Esistono diversi tipi di particelle che vengono comunemente emesse dai nuclei durante una reazione nucleare. Le particelle alfa sono essenzialmente uguali ai nuclei degli atomi di elio e sono composte da due neutroni e due protoni legati insieme. Le particelle beta sono semplicemente elettroni; hanno una massa molto più piccola e una carica negativa. I neutroni vengono anche rilasciati nelle reazioni nucleari; sono molto penetranti perché hanno una carica neutra, quindi ci sono poche forze che impediscono loro di attraversare varie sostanze, compresa la pelle umana. I raggi gamma sono raggi che lasciano il nucleo sotto forma di pura energia; sono anche altamente penetranti e possono attraversare quasi tutto a causa della loro massa inesistente e carica neutra.