L’energia di legame dei nuclei: fusione e fissione
Un nucleo pesa meno della somma dei protoni e dei neutroni che lo compongono: la differenza di massa, moltiplicata per c², è l’energia di legame, quella che servirebbe per separarli. Divisa per il numero di nucleoni, dice quanto è legato ogni nucleone. La curva sale rapidamente, ha il massimo attorno al ferro e poi scende lentamente.
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1 u · c² = 931,5 MeV
I nuclei più legati sono quelli vicini al ferro 56 e al nichel 62, con circa 8,8 MeV per nucleone. L’elio 4 è un’eccezione fra i nuclei leggeri: con 7,07 MeV per nucleone è molto più legato dei suoi vicini, ed è per questo che le particelle alfa sono così stabili.
Nella fusione si uniscono nuclei leggeri e si sale lungo la curva: deuterio e trizio danno elio e liberano 17,6 MeV. Nel Sole quattro protoni diventano un nucleo di elio. Nella fissione un nucleo pesante, come l’uranio 235 (7,6 MeV per nucleone), si spezza in due nuclei medi più legati (circa 8,5 MeV): la differenza, su 235 nucleoni, fa circa 200 MeV.
Il difetto di massa è piccolo ma misurabile: per l’elio 4 è 0,030 u, meno dell’1 % della massa. Le energie in gioco sono milioni di volte quelle delle reazioni chimiche, che coinvolgono pochi eV per atomo.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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