nucleare..?

Question

chi mi sa spiegare il processo chimico che avviene tra le barre di uranio di una centrale nucleare?
(non voglio un trafilone preso da un sito ma una spiegazione semplice)
so che ci sono degli atomi che si scambiano elettrono... perchè?

*elettroni

Answer 1

difficile da spiegare in poche parole, comunque volendo semplificare molto si può dire che gli atomi sono stabili quando hanno un rapporto protoni/neutroni ben definito. gli atomi pesanti sono in eccesso di neutroni e quindi sono in una condizione energetica sfavorita. per recuperare il rapporto protoni/neutroni decadono emettendo particelle alfa (nuclei di elio) e radiazione.
in una centrale nucleare questo processo è leggermente diverso dal processo del decadimento naturale perchè è innescato da un bombardamento di neutroni che scindono l'atomo di uranio in un atomo di plutonio (che poi a sua volta decade) e in una particella alfa. questo processo libera l'energia che teneva legate queste due parti dell'atomo, che è l'energia utilizzata poi per la produzione di energia elettrica

Answer 2

Innanzitutto va chiarito un punto fondamentale: non si tratta di un processo chimico, dove gli elementi restano quelli che sono e c'è "solo" uno scambio di elettroni, bensì di un processo fisico-nucleare, dove i nuclei vengono fissi e gli elementi trasmutano.
Il nucleo di U è troppo grosso e comincia a perdere "pezzi" che si sparano contro altri nuclei di U, spezzandoli. Questa reazione a catena si autosostiene solo se la massa totale di U è abbastanza grande (massa critica) e se la percentuale di isotopo U 235 è almeno il 3% (mentre in natura l'U 235 è solo 0,7 %; il resto è U 238): di qui la necessità di "arricchire" l'uranio.
La fissione libera energia (controllata o esplosiva, a seconda delle intenzioni...)

Answer 3

Come funziona la fusione nucleare?
Il combustibile dei reattori a fusione è dato dal deuterio e dal litio, entrambi estratti dall'acqua e dal terreno. Es. 200 kg di litio e 100 kg di deuterio possono produrre 1000 MWh di potenza elettrica. Gli isotopi dell'idrogeno (deuterio, trizio, ecc.) sono posti sotto vuoto e riscaldati ad alte temperature fino a formare il "plasma" (nuclei separati dagli elettroni). Quest'ultimo viene poi riscaldato a sua volta da corrente elettrica per far sì che gli atomi di idrogeno si fondano rilasciando energia e atomi di elio.

Nella fusione nucleare due nuclei leggeri si fondono per ottenere nuclei pesanti, generando energia per difetto di massa (dopo la fusione la massa è sempre minore alla somma dei due nuclei, la parte di materia mancante si è trasformata in energia).

Perchè la fusione nucleare richiede altissime temperature per compiersi?
Due nuclei posti ad una distanza minima (millimiliardesimo di millimetro) tendono a fondersi sotto spinta della forza di gravità nucleare rilasciando energia. Il processo di fusione è però ostacolato da un'altra forza, quella elettrostatica. Questa forza è provocata dalla carica positiva dei protoni che li porta a respingersi. Per superare la barriera elettrostatica i nuclei devono essere portati ad uno stato di eccitazione raggiungibile solo ad altissime temperature (100 milioni di gradi), tali da spingere al movimento i nuclei e quindi a scontrarsi (ovvero a fondersi).

Il problema delle temperature elevate
Le alte temperature richieste dalla fusione pongono un problema concreto: nessun materiale può resistere a centinaia di milioni di gradi. Negli ultimi anni si è cercato di risolvere il problema creando dei campi magnetici tali da distanziare il plasma dalle pareti metalliche.

Il problema dell'energia per avviare la fusione
L'energia necessaria per provocare la fusione nucleare è pertanto elevata. Nei primi esperimenti l'energia prodotta non ha compensato quella necessaria per produrla. Un problema di non poco conto che gli scienziati devono cercare di superare per consentire una concreta applicazione industriale della fusione nucleare.

Per queste ragioni, la fusione nucleare può considerarsi come la sfida del terzo millenio.