Fissione vs. Fusione: definizione, differenze e somiglianze

La fissione e la fusione sono due modi per rilasciare energia dai nuclei atomici attraverso la reazione nucleare. La differenza tra loro è nel processo: uno fonde insieme atomi con nuclei più piccoli fondendoli mentre l'altro li spezza in prodotti di fissione. In entrambi i casi, la quantità di energia coinvolta è così grande, milioni di volte più che da altre fonti energetiche, che questi processi nucleari avvengono solo in condizioni specifiche.

Come verbo, fuse è sinonimo di "combine" o "blend". Ne consegue che in un processo di fusione nucleare, due nuclei leggeri fondere insieme per formare un nucleo più pesante. Ad esempio, due atomi di idrogeno possono fondersi insieme per formare un deuterio.

Energia tremendamente alta, di solito sotto forma di calore estremo che crea temperature molto elevate, e la pressione è necessaria per convincere due nuclei fortemente positivi che normalmente si respingono in uno spazio sufficientemente vicino perché avvenga la fusione, liberando energia nucleare nel processi.

Di conseguenza, questo processo avviene solo all'interno di stelle come il sole che hanno un reattore a fusione naturale nel loro nucleo. L'umanità può creare temporaneamente le condizioni per la fusione nucleare, ad esempio con una bomba all'idrogeno, ma sostenere temperature così elevate necessarie per una reazione controllata e continua da utilizzare come fonte di energia non è ancora possibile.

Una volta iniziata la fusione nucleare, tuttavia, può continuare in modo autosufficiente reazione a catena. Questo perché gli atomi più piccoli con masse fino a quella del ferro sulla tavola periodica emettono più energia quando fusi di quanta ne sia necessaria per fonderli insieme (una reazione esotermica). In quanto tale, la fusione nucleare è il processo mediante il quale la maggior parte delle stelle emette energia.

La fissione, che può essere definita come l'atto di scindere qualcosa in parti, è la contrario di fusione.

Nella fissione nucleare, un nucleo pesante si scompone in nuclei più leggeri. La rottura si verifica quando un neutrone colpisce un nucleo pesante, creando sottoprodotti molto radioattivi e instabili, insieme a più neutroni, che continuano a rompersi in una reazione nucleare a catena.

L'energia rilasciata dalla fissione nucleare è milioni di volte più efficiente di quella rilasciata dalla combustione di una massa equivalente di carbone. A differenza delle reazioni di fusione, le reazioni di fissione sono relativamente facili da avviare e controllare all'interno dei reattori nucleari, il che li rende una fonte di energia diffusa.

• Reattori nucleari: gli ingegneri usano tipicamente il plutonio o l'uranio per iniziare un reazione di fissione, controllando la velocità con acqua e barre di materiale non reattivo che assorbono neutroni liberi. L'energia rilasciata nelle reazioni di fissione riscalda l'acqua e il vapore risultante fa girare le turbine che generano elettricità per uso umano.

• Bombe atomiche: Reazioni di fissione nucleare avvengono nelle bombe atomiche. A differenza di una centrale nucleare, la reazione non è controllata, consentendo una rapida reazione a catena che provoca il rilascio immediato di incredibili energie. L'unico modo in cui gli esseri umani sulla Terra possono creare le condizioni necessarie per la fusione, la giusta temperatura con una massa sufficiente frantumata insieme a una pressione sufficientemente alta, è avviare la fissione con una bomba.

• Decadimento radioattivo: Fissione nucleare si verifica anche nel decadimento radioattivo, quando un elemento emette spontaneamente energia sotto forma di particelle. L'emivita del decadimento radioattivo, o il tempo per la rottura della metà dei nuclei radioattivi in ​​un campione, dipende dalla stabilità complessiva del nucleo. Il materiale radioattivo presente in natura sulla Terra subisce costantemente reazioni di fissione in questo modo.

• Il nucleo delle stelle: Reazioni di fusione nucleare si verificano naturalmente sotto la temperatura e la pressione intense all'interno di una stella. Questa è la base della maggior parte dell'energia che emanano le stelle.

• Fusione fredda: un ipotetico modo di creare fusione nucleare a "temperatura ambiente", rendendola così una valida fonte di energia prodotta dall'uomo, la fusione fredda non è mai stata sviluppata con successo.