The Ratchet and Clank Union

Posts written by THE RATCHET CHAMPION

  1. .
    Spiderman: far from meme
  2. .
    Spiderman: no meme home
  3. .
    Chi si ricorda il titolo della prima enciclopememe scritta durante l'illuminismo?

    Si chiamava "Dizionario ragionato delle scienze, delle arti e dei meme" ed è stata scritta sotto la direzione di Denis Memerot.
    Essa conteneva un elenco completo di tutti i meme conosciuti all'epoca, per lo più riguardanti i Borboni, motivo per cui l'intera opera non superava le tre pagine.
  4. .
    Eccoci arrivati ai temi scottanti :asd:
    Usciamo dalle lezioni di chimica per approcciare la fisica nucleare. Detta così, questa disciplina può sembrare molto difficile e fidatevi lo è, ma tagliando la matematica (ovvero il 90% del programma) scoprirete che i concetti alla base sono piuttosto intuitivi. Premetto che questa sarà (dal punto di vista concettuale) una lezione esaustiva di tutti i fenomeni collegati alle reazioni nucleari. Perché dilungarsi tanto? Bhe, pur essendo sintetico sui singoli argomenti, questi ultimi sono tantissimi e troppo interessanti per essere ignorati! Quindi mi auguro che la lettura sia piacevole e faccia risultare la lunghezza della lezione come un pregio, anziché un difetto :asd:
    Per non creare un mattone troppo denso di informazioni, questa terza lezione sarà a sua volta divisa in due, e la parte conclusiva sulla fusione nucleare arriverà la prossima volta :soso:.
    Vi ricordo che non siete a scuola e nessuno vi interrogherà mai su questa roba, pertanto l'importante non è capire in fretta, ma capire bene perché certi fenomeni avvengano. Se non comprendete un concetto chiave (o vi sta esplodendo la testa) potete tranquillamente interrompere la lettura, e porre una domanda :sisi:.


    Parte 3: le reazioni nucleari

    Quando sentiamo queste parole
    pensiamo solo alle bombe
    atomiche o alle centrali nucleari.
    In realtà, l'uomo conosce questi fenomeni
    da relativamente poco. Se le reazioni
    nucleari in natura sono rare sulla
    Terra, sono invece prevalenti nell'Universo
    e dominano nettamente su quelle chimiche.


    Le forze dell'Universo
    Cominciamo con un'interessante premessa, giusto per avere il quadro completo della situazione: secondo voi, quante forze fondamentali esistono nell'Universo? Quante sono le leggi generali che dettano le regole che la materia deve rispettare? Avrete sentito parlare di forza d'attrito, forza elettrica, forza magnetica, forza peso, energia cinetica, energia potenziale, energia nucleare... ma in realtà le forze fondamentali del nostro Universo sono solo quattro, e tutte le altre derivano da esse.

    In ordine dalla scoperta più antica a quella più moderna, le quattro forze fondamentali sono:
    -Forza di gravità
    -Forza elettromagnetica
    -Forza forte
    -Forza debole
    Conoscete le prime due, ma sono abbastanza sicuro che non avete mai sentito parlare delle ultime due :asd:, e sono proprio le ultime due a spiegare tutti i fenomeni connessi a ciò di cui parleremo oggi.

    Facendo una super mega sintesi:
    -La forza di gravità spiega il comportamento della materia nel caso macroscopico (ovvero quando siamo di fronte a masse enormi come stelle e pianeti);
    -La forza elettromagnetica spiega il comportamento esterno dei singoli atomi e delle molecole (la chimica), o dei singoli protoni ed elettroni (elettricità e magnetismo);
    -La forza forte spiega come mai i nuclei atomici stanno aggregati senza dissolversi ed è la forza che ci insegna come alterare il nucleo di un atomo (reazioni nucleari);
    -La forza debole spiega il decadimento degli isotopi, ovvero come fanno i nuclei atomici a raggiungere la stabilità (radioattività).

    forze



    Alla luce di queste informazioni, potete immaginarvi tutto l'Universo come una scacchiera sulla quale si muovono i pezzi degli scacchi (ovvero le particelle elementari) seguendo le regole del gioco (ovvero le quattro forze fondamentali) :sasa:

    Cosa sono le reazioni nucleari?
    Ogni qualvolta il nucleo di un atomo viene alterato, siamo di fronte ad una reazione nucleare. Questo sulla Terra non avviene mai spontaneamente proprio perché sono necessarie enormi quantità di energia per modificare un nucleo atomico.
    Ricordiamoci, per tutta la lezione, che alterare il nucleo di un atomo significa cambiare l'elemento chimico stesso. Ad esempio unendo I NUCLEI (quindi non solo gli elettroni) di due atomi di azoto (N, numero atomico 7) posso ottenere un atomo di silicio (Si, numero atomico 14), quindi se potessimo controllare in modo semplice le reazioni nucleari, potremmo trasformare tutte le molecole N2 presenti nell'aria in silicio gratis. Capite bene che è quasi impossibile da realizzare (proprio perché serve tantissima energia per far avvenire questa reazione) e sarebbe troppo bello per essere vero, visto che con un po'di aria (azoto) otterremmo enormi quantità di energia elettrica e contemporaneamente avremmo abbastanza silicio per fare le PS5 :asd:

    Esistono soltanto due tipi di reazioni nucleari...

    Scusate, dovevo farlo. Stavo dicendo, esistono soltanto due tipi di reazioni nucleari: la fissione nucleare, e la fusione nucleare. La prossima volta studieremo nel dettaglio la fusione, ma oggi ci concentriamo solo sulla prima.

    Fissione nucleare


    Introduzione
    "Atomo" deriva dal greco "àtomos" e significa "indivisibile". 2400 anni fa nell'antica Grecia Democrito coniò questo nome teorizzando l'esistenza degli atomi, partendo dall'ipotesi che non si potesse dividere la materia all'infinito. Per capire il suo ragionamento, immaginatevi di prendere un cubo di ferro grande come il vostro pugno: ora dividetelo in due, poi prendete una delle due parti e dividetela in due di nuovo. Ripetete questo processo migliaia di volte con strumenti sempre più piccoli, e arriverete ad un punto (secondo Democrito) in cui è impossibile dividere il metallo in due. Quel punto è l'elemento indivisibile: l'atomo di ferro, la particella che non può più essere scissa.
    L'intuizione del filosofo greco era corretta: esistono unità fondamentali della materia ed oggi le chiamiamo "atomi"... ma negli anni '30 del secolo scorso abbiamo imparato a dividere in due anche quelli.

    La fissione nucleare, infatti, è una reazione nucleare in cui un atomo pesante e instabile (di solito l'uranio o il plutonio) viene scisso (diviso) in due atomi più leggeri liberando enormi quantità di energia. Analizziamo la fissione artificiale più comune che esista: quella dell'uranio.
    In natura (sulla Terra), l'uranio si trova sotto forma di due isotopi sempre mischiati fra loro:
    •L'uranio-238, scritto anche 238U, che è il più comune;
    •L'uranio-235, scritto anche 235U, che è solo lo 0,7% dell'uranio totale in natura.
    Come vi avevo accennato nella prima lezione, gli isotopi ci saranno essenziali per capire tutte le reazioni nucleari, quindi è bene averli a mente. Ad esempio, sapete dirmi cosa significa quel "235" accanto all'uranio-235? Se vi ricordate bene, il numero dell'isotopo indica la somma del numero di neutroni e protoni presenti nel nucleo. Quindi, considerando che l'uranio ha numero atomico 92 (ha cioè sempre 92 protoni) possiamo calcolare il suo numero di neutroni con una semplice sottrazione: 235-92=143 neutroni (tranquilli, ho usato la calcolatrice anche io).
    L'uranio-238 invece avrà 3 neutroni in più (146) ed è questa l'unica cosa per cui si differenziano i due isotopi.

    images-1



    Ora, sapete bene che per ogni atomo esiste una versione piuttosto stabile con il corretto numero di neutroni, ad esempio nella prima lezione abbiamo visto che l'idrogeno senza neutroni era il tipo di idrogeno più stabile in natura; ciò vale anche per l'uranio: difatti l'uranio-238 è più stabile del 235 (per questo è anche il più abbondante). Secondo il principio di stabilità (affrontato nella scorsa parte) ogni cosa nell'Universo vuole essere il più stabile possibile, pertanto possiamo dire che l'instabile uranio-235 si vede grasso allo specchio, e vuole alterarsi, raggiungendo forme più stabili. Sfruttando questa sua inclinazione naturale, possiamo dargli una mano a stabilizzarsi, ed è su questo principio che si basa la fissione nucleare.
    Quindi, di tutto l'uranio del mondo, l'unico che può essere scisso nelle reazioni nucleari è quello 0,7% di uranio-235.

    Il paragrafo che affronteremo ora vi spiegherà come avviene una reazione nucleare di fissione. Si tratta senza dubbio della parte più complessa che ho scritto fin ora, per cui non preoccupatevi se non capite alla prima. Purtroppo questa lezione non è interattiva, ma vi ricordo che sono qui, disponibile ad aiutarvi :sisi:

    Come si fa a dividere in due un atomo?
    Sostanzialmente, va riempito di botte. Il nucleo dell'atomo del nostro uranio (ma vale per tutti gli atomi) è tenuto insieme dalla "forza forte" di cui abbiamo brevemente parlato prima. Senza soffermarci sul suo funzionamento, vi dico solo che essa è la forza più potente dell'Universo, seguita al secondo posto dalla forza elettromagnetica. Quest'ultima è circa 100 volte più debole della forza forte, pertanto il nucleo atomico resta compatto, nonostante l'elettromagnetismo tenda a respingere i protoni fra loro.
    Per dividere in due un atomo, bisogna quindi bombardarlo con particelle sufficientemente energetiche da sconfiggere l'energia di legame del nucleo (la forza forte). Considerando che i neutroni non hanno carica elettrica e non possono essere influenzati dall'elettromagnetismo, la cosa più saggia da fare per prendere a pugni il nucleo di un atomo è un bombardamento neutronico: durante la fissione nucleare, un neutrone ad alta velocità (alta energia cinetica) viene fatto urtare contro il nucleo di un atomo di uranio, il quale nella maggior parte dei casi reagisce alla botta ricevuta separandosi (come vedete in figura) in tre neutroni e due elementi più leggeri (e più stabili): il bario (con simbolo "Ba" e numero atomico 56) e il kripton (con simbolo "Kr" e numero atomico 36). Da notare che se sommiamo i numeri atomici del bario e del kripton otteniamo 56+36=92 che il numero atomico dell'uranio di partenza.

    tmpnull



    Siamo ora in grado di scrivere l'equazione della fissione nucleare, ovvero:

    1 atomo di uranio-235 + 1 neutrone libero (il neutrone che viene lanciato contro il nucleo per romperlo) = 1 atomo di kripton-92 + 1 atomo di bario-141 + 3 neutroni liberi

    Questa reazione è proprio quella che avviene nei reattori nucleari e nelle bombe atomiche. Se vogliamo essere dei veri scienziati possiamo riscrivere la formula in simboli (il simbolo "n" sta per "neutrone").

    235U+n ---> 92Kr+141Br+3n

    I simboli a sinistra della freccia (l'uranio e il neutrone) sono i reagenti, ovvero ciò che dà vita alla reazione nucleare, mentre quelli a destra della freccia (il kripton, il bario e tre neutroni) sono i prodotti, ovvero ciò che resta dopo la reazione nucleare.

    Perché noi umani ci interessiamo alla fissione nucleare?
    Bhe... questa reazione libera una spaventosa quantità di energia. Infatti, la formula che ho scritto di sopra è sbagliata. Ad essere corretti, avrei dovuto scrivere:

    235U+n ---> 92Kr+141Br+3n+200MeV

    200MeV (si legge "duecento mega elettronvolt") è l'energia termica sfruttabile della reazione, ovvero il calore che la reazione genera. Per darvi un termine di paragone, è 50.000.000 di volte superiore all'energia che si ottiene con una uguale quantità di carbone o petrolio. Ma da dove viene questa energia?
    Nella scorsa lezione vi ho detto che secondo il primo principio della termodinamica l'energia si conserva sempre: non si può creare dal nulla e non si può distruggere. L'energia dei prodotti doveva già essere contenuta da qualche parte nei reagenti iniziali, ma dove?

    Nella massa dei legami nucleari

    Se sommate il peso di tutti i reagenti (l'uranio e il neutrone libero), noterete che è maggiore del peso di tutti i prodotti (il kripton, il bario ed i tre neutroni liberi). Una piccolissima percentuale della massa iniziale si è trasformata in energia. Questo è il cardine di tutte le reazioni nucleari: attraverso l'alterazione del nucleo atomico, una piccolissima parte del suo peso va persa e diventa energia.
    Ne parleremo meglio nella lezione dedicata ad Einstein, per il momento sappiate che la massa ha di per sé un'energia, quindi è possibile trasformare la massa in energia secondo la formula più famosa di tutta la fisica:

    Fisica-Emc2-formula-eistein-realativita-ristretta



    Questa legge, ci dice che l'energia (chiamata "E") di un qualsiasi corpo (anche il vostro) è uguale alla sua massa "m" (il vostro peso in chili) moltiplicato per "c" al quadrato (la velocità della luce al quadrato). Trasformare la massa in energia è un fenomeno fisico estremo e avviene solo nelle reazioni nucleari e nell'interazione fra materia e antimateria.
    Le reazioni nucleari trasformano soltanto una minima parte della massa dell'uranio in energia, ma se fosse possibile trasformare l'intera massa del vostro corpo in energia secondo questa formula, voi stessi potreste annichilirvi generando un'esplosione quasi sufficiente a distruggere la Luna (e questo assumendo che pesiate mediamente 60kg).
    Iniziate a capire come funzionano le bombe atomiche? In caso contrario, non dovrete attendere molto per scoprirlo.

    La bomba atomica
    Quando abbiamo scoperto le reazioni nucleari, le cose sono andate più o meno in questo modo:
    -Scienziato: "Ho scoperto come dividere un atomo! Come sfrutteremo questa rivoluzione epocale?"
    -Stati Uniti: "Bho, che ne dici di farci una bomba?"
    E così, la prima volta che l'umanità impiegò l'energia nucleare per uno scopo, quello scopo fu la morte di 210.000 civili nell'agosto del 1945, alla fine della guerra.

    9052-Fat-man



    La bomba atomica è un ordigno che innesca la fissione nucleare incontrollata. Per realizzare una bomba nucleare all'uranio, è necessario sottoporre l'uranio grezzo ad un processo chiamato "arricchimento". Infatti, l'uranio in natura si trova mischiato nei suoi due isotopi e solo lo 0,7% di esso è utilizzabile per la fissione. Più uranio-235 puro c'è in una bomba, più quella bomba è letale (libererà più energia).
    Attraverso complessi processi di centrifugazione e separazione termica, è possibile separare (mai completamente) parte dell'uranio-238 dal cugino uranio-235. Dopo l'operazione, avremo una parte di uranio con alta concentrazione dell'isotopo 235 (l'uranio arricchito) e un'altra parte di scarto con alta concentrazione di uranio-238 (uranio impoverito).
    Siccome al genio degli umani non c'è mai fine, l'uranio arricchito viene usato per fare le bombe nucleari, e l'uranio impoverito (che ha alta densità, pertanto ottimo potenziale di penetrazione) viene usato per creare proiettili radioattivi con cui riforniamo (anche in Italia) fucili e carri armati.
    Concentriamoci sulla nostra bomba riprendendo lo schema della fissione nucleare:

    Rappresentazione-schematica-della-fissione-indotta-da-neutroni-delluranio-235-e



    Ricordate che quando un atomo di uranio viene diviso in due libera tre neutroni? Bene, se questi neutroni a loro volta colpiscono altri nuclei di uranio (come in figura) possono romperli, liberando altri neutroni, che a loro volta romperanno altri atomi creando una reazione a catena. Se l'uranio è arricchito e la presenza dell'isotopo 235 è alta, la reazione diviene ben presto fuori controllo, quindi sparando un solo neutrone tutti i nuclei vengono scissi a velocità crescente. Considerando che ogni singolo atomo di uranio scisso libera 200MeV di energia, possiamo concludere che la reazione avrà energia termica (calore) sufficiente a far detonare la bomba raggiungendo la stessa temperatura del Sole (milioni di gradi). Ora capite perché spezzare una cosa tanto piccola può creare effetti tanto grandi :sisi:.

    Le centrali nucleari
    Dopo la seconda guerra mondiale, ci si chiese se era possibile controllare la fissione nucleare, in modo che liberasse poca energia termica alla volta senza esplodere in un ammasso di plasma a milioni di gradi. Vennero così costruite a partire dagli anni '50 le prime centrali nucleari, che utilizzavano la fissione dell'uranio per generare elettricità.

    nucleare-720



    Ma come è possibile controllare la fissione nucleare? Vi ho appena detto che quando un nucleo di uranio-235 si spezza, libera tre neutroni che possono spezzare altrettanti nuclei di uranio. Affinché la reazione sia controllata, è necessario che questi tre neutroni liberi spezzino al massimo un nucleo, anziché tre.
    Anche l'epidemia di Covid funziona così: se ogni persona infetta contagia due o più persone, si dice che l'epidemia è fuori controllo e il numero dei malati cresce esponenzialmente. Se ogni persona malata infetta al massimo un'altra persona, l'epidemia è sotto controllo e il numero dei malati cala. Allo stesso modo, se ogni nucleo di uranio rotto ne rompe altri due, la reazione è fuori controllo ed il numero di nuclei rotti cresce esponenzialmente innescando un'esplosione. Viceversa, se un nucleo rotto ne rompe al massimo un altro (la cosiddetta massa critica) la reazione è sotto controllo e nulla esploderà.
    Affinché ciò accada, è necessario che assieme all'uranio 235 ci sia il suo compagno stabile uranio-238. Come lo yin e lo yang, questi due isotopi si compensano a vicenda in un delicato equilibrio nei reattori delle centrali nucleari: il 235 alimenta la fissione, il 238 la tiene sotto controllo.
    In un reattore, infatti, quando un nucleo di uranio-235 si spezza liberando tre neutroni, uno dei tre va a rompere un altro nucleo di uranio-235, mentre i restanti due vengono assorbiti da due atomi di uranio-238, ognuno dei quali assimila un neutrone diventando uranio-239 (si scrive 239U). Riprendendo l'analogia del Covid, possiamo dire che l'uranio-238 si comporta come le persone vaccinate: esso non può essere infettato dalla fissione nucleare, pertanto contribuisce al contenimento della "pandemia atomica" :sisi:.

    Una volta compreso questo, è facilissimo capire come le centrali producono energia:
    -Passo 1, l'uranio viene sottoposto a fissione nucleare controllata tramite bombardamento di neutroni;
    -Passo 2, l'energia termica liberata dalla fissione viene usata per... far bollire dell'acqua (sì, avete letto bene);
    -Passo 3, l'acqua che bolle diventa vapore;
    -Passo 4, il vapore mette in moto delle turbine;
    -Passo 5, l'energia di rotazione delle turbine viene trasformata in energia elettrica (stesso principio delle pale eoliche).

    Può accadere in rari casi (dovuti all'incompetenza umana) che la fissione del reattore vada fuori controllo e l'uranio inizi a scindere sempre più nuclei, in quel caso il reattore si fonde e genera un'esplosione nucleare (di portata molto ridotta rispetto a quella di una bomba atomica), come è accaduto a Chernobyl.
    Aspettate un attimo: disastri nucleari a parte, quando una centrale nucleare funziona perfettamente produce tantissima energia elettrica pulita senza emettere alcun gas-serra. Non è fantastico? Bhe, lo sarebbe, se non ci fossero le scorie radioattive.

    I resti della fissione nucleare: il decadimento radioattivo delle scorie
    Quando il nucleo di un atomo è molto instabile, tende a emanare energia per cercare di diventare più stabile, trasformandosi in altri elementi. L'energia emanata durante questo processo è il fenomeno che chiamiamo radioattività. La "forza debole" è la forza fondamentale che spiega come ciò avviene, ma a noi basta sapere che un atomo è instabile quando è molto pesante (come l'uranio e il plutonio) o quando ha troppi o troppi pochi neutroni rispetto alla sua forma naturale. Se un atomo ha queste caratteristiche, allora è radioattivo.
    L'uranio ad esempio è un atomo troppo pesante per essere stabile, quindi tutto l'uranio è radioattivo. Vi ho detto prima che l'isotopo 238 è più stabile del 235, infatti il 238 è meno radioattivo, ma non per questo innocuo.

    Creative-abstract-nuclear-power-fuel-manufacturing-disposal-and-utilization-industry-concept-3-D-ren



    Se analizziamo gli scarti della fissione nucleare di un reattore, noteremo che alla fine della reazione ci rimane del kripton-92, del bario-141 e dell'uranio-239. Nessuno di questi residui è stabile, pertanto sono tutte scorie radioattive.
    •Il kripton ed il bario che si vengono a formare quando l'uranio-235 si spezza in due non sono stabili, perché pur essendo atomi leggeri hanno un numero di neutroni molto diverso da quello naturale;
    •L'uranio-239 non è stabile perché ha un neutrone in più della sua versione stabile 238, e anche perché è uranio e l'uranio per definizione non è mai stabile :asd:

    Ma come mai gli atomi sono schizzinosi e vogliono avere un certo numero di neutroni per essere stabili? I neutroni non sono nel nucleo per hobby, hanno uno scopo ben preciso: tenere distanziati i protoni fra loro.
    •Se i neutroni sono troppi pochi, i protoni del nucleo si avvicinano a tal punto da respingersi per la repulsione elettromagnetica, distruggendo il nucleo;
    •Se i neutroni sono troppi, il nucleo atomico è troppo grande e la forza forte (che ha una gittata limitata) non riesce a tenere insieme tutte le sue particelle, portandolo alla dissoluzione;
    •Se i neutroni sono in numero corretto, ma l'atomo è troppo pesante (come per l'uranio-238) si verifica il solito problema del caso precedente: il nucleo è troppo grande e la forza forte non riesce a tenerlo insieme.

    Gli atomi instabili tendono quindi a emanare radiazioni sotto forma di raggi, fino a diventare stabili e quindi non più pericolosi. Questo lungo processo di trasformazione degli atomi instabili avviene in modo naturale e si chiama decadimento radioattivo (radioactive fallout). Nel caso del kripton e del bario avviene in decine di anni, quindi non sono scorie molto pericolose, ma nel caso dell'uranio-239 avviene nel giro di miliardi di anni, pertanto sono proprio le scorie di uranio ad essere nocive praticamente per sempre.
    Esistono tre tipi di decadimento: alpha, beta e gamma. Un atomo di solito va in contro a tutti e tre nel corso della sua stabilizzazione.

    •Il decadimento alpha avviene quando dal nucleo di un atomo pesante si separa un nucleo di elio (He2+) carico positivamente, chiamato particella alpha. Alla fine rimarrà un nucleo più leggero e più stabile di quello iniziale, e una particella alpha.

    images



    I raggi alpha che vengono emessi non sono altro che nuclei di elio ad alta velocità. Sono i raggi più pesanti in assoluto ed hanno bassa capacità di penetrazione, pertanto la nostra pelle è sufficiente a proteggerci da queste radiazioni.

    •Il decadimento beta può essere di due tipi, vi basti sapere che trasforma un neutrone del nucleo in un protone o viceversa a seconda delle necessità, producendo elettroni come scarto. I raggi beta quindi sono di solito elettroni carichi negativamente ad alta velocità. Essendo meno massicci dei raggi alpha, i raggi della radiazione beta possono trapassare alcuni materiali ma sono tranquillamente schermabili con una piccola lamiera di alluminio.

    •Il decadimento gamma consiste nell'emissione costante (da parte del nucleo instabile) di raggi gamma. Mentre i decadimenti alpha e beta trasformano un atomo, il decadimento gamma serve solo a far perdere energia all'atomo in modo che si prepari al decadimento alpha o beta. Pertanto il decadimento gamma avviene di continuo, ed è questo che rende pericolosi i materiali radioattivi. I raggi gamma che vengono costantemente emessi da questi materiali sono dei fotoni (particelle fondamentali prive di massa che analizzeremo meglio parlando di Einstein e della luce) ad altissima frequenza che possono trapassare qualsiasi materiale interagendo col nostro DNA e alterandolo (secondo principi che non possiamo discutere al momento). Per alleviare i raggi gamma è necessario uno spesso strato di cemento o di piombo, motivo per cui le scorie radioattive vanno (o meglio, andrebbero) sepolte sotto terra in dei bunker fatti di questi materiali.

    Unterscheidung-Arten-von-Strahlung-2-it



    Capite bene che creare dell'uranio che rimane radioattivo (emana cioè raggi gamma) per miliardi di anni non è proprio una cosa intelligente da fare se non si hanno le strutture adatte in cui mettere in sicurezza questi materiali.
    Guardiamo per completezza lo schema del decadimento dell'uranio-238, per avere un quadro completo del fenomeno:

    decadimento



    Come vedete, il decadimento può essere rappresentato come una scala dove ogni gradino sceso indica uno stato più stabile della materia. L'uranio cerca di scendere la scala per diventare più stabile, e per arrivare al gradino inferiore ha bisogno di compiere un decadimento alpha o beta (è specificato con la lettera greca accanto ad ogni freccia in figura). Durante la sua odissea, l'uranio si trasforma in molti elementi diversi fino ad arrivare alla bramata stabilità da cui non si muoverà mai più (il piombo, in questo caso).
    Vi ricordo che il decadimento avviene in natura, senza alcun bisogno di intervento umano, pertanto non abbiamo inventato noi i materiali radioattivi pericolosi, ma diciamo che ci siamo impegnati a crearne di nuovi dissotterrandoli.
    La radioattività, pur essendo nociva per la vita umana (e forse per la vita in generale), ha tuttavia le sue utilità se sfruttata con ingegno:

    •Un tempo (decine di anni fa) si mettevano gli isotopi radioattivi (plutonio) al centro dei campi coltivati per innescare mutazioni genetiche casuali nella frutta, ed è così che sono nati (ad esempio) i pompelmi che compriamo oggi al supermercato.

    15-mut1



    Oggi abbiamo scoperto metodi più precisi per far avvenire le mutazioni genetiche nei vegetali (gli OGM) quindi gli isotopi in campo agricolo sono andati in disuso.

    •Un'altra applicazione interessante e tutt'oggi in uso del decadimento radioattivo è nell'ingegneria aerospaziale. Quando costruiamo dei satelliti per esplorare il sistema solare, dobbiamo considerare che prima o poi questi si allontaneranno così tanto dal Sole da non poter più essere alimentati a pannelli solari. Invece, con il generatore a radioisotopi, possiamo caricare i satelliti con isotopi di plutonio, sfruttando i raggi gamma emessi dal decadimento radioattivo per alimentare i nostri satelliti per milioni di anni, permettendoci di uscire dal sistema solare.

    1200px-Cassini-RTG



    Ok, per oggi basta così. Se ricorderete anche solo il 10% di queste informazioni potrete vantarvi di conoscere l'energia nucleare meglio del 99% degli italiani :asd:
    Se per caso doveste ricordarvi quasi tutto, credo possiate affermare di essere fra i più istruiti in Italia, visto che queste cose non si studiano né a liceo, né nei primi anni in corsi di laurea scientifici :sasa:
    Il mio scopo è farvi ragionare: ora sapete che bisogna preoccuparsi quando sentiamo dire che uno stato ha iniziato ad arricchire l'uranio ed è bene che ci siano accordi internazionali che regolino questa pratica, perché abbiamo scoperto che l'arricchimento può servire per produrre bombe atomiche. Allo stesso tempo, abbiamo imparato che c'è più energia in un chilo di uranio che in 2,5 milioni di chili di carbone, e possiamo riflettere su quale sia il metodo migliore per produrre elettricità: meglio avere un chilo di scorie radioattive sotto terra, o bruciare il carbone liberando 2500 tonnellate di gas nocivi nell'aria che respiriamo? Sono temi su cui siamo stati chiamati ad esprimerci come popolo, ma adesso vi rendete conto che avere una visione chiara su certi argomenti per esprimere un voto consapevole è estremamente difficile e richiederebbe a ogni cittadino studio ed impegno. Motivo per cui ritengo che per essere un popolo migliore serva una migliore consapevolezza del nostro mondo, ovvero una migliore istruzione critica.

    La prossima volta parleremo della fusione nucleare, argomento sicuramente più breve visto che le conoscenze umane in merito sono piuttosto ridotte e non siamo in grado nemmeno di controllare tale reazione :sasa:
    Grazie per essere arrivati a leggere fin qui :asd:
  5. .
    Se avessi una sola gomma da masticare e Rivet me la chiedesse, io glie la darei.

    A maggior ragione se me la chiede scendendo dal cielo volando
  6. .
    Ci manca?
    Si, ci manca
  7. .
    One meme man
  8. .
    Che bella <3 _ <3
    Mi fa partire i cuori da BM :asd:
  9. .
    Meme del partito comunista
  10. .
    Meme della ragion pura
  11. .
    Fenomenologia del meme
  12. .
    Edward mani di meme
  13. .
    nati con il meme
  14. .
    Lo chiamavano meme
  15. .
    Il bello, il brutto, il meme
7465 replies since 22/3/2013
.
Top