Leonida Lazzari e-mail: leonida.lazzari@tele2.it

CAPITOLO 5

 

LA FISICA NUCLEARE

 

1. LA COMPOSIZIONE DELL'ATOMO

Un atomo è formato da una parte centrale detta nucleo e da particelle cariche negativamente che orbitano attorno al nucleo.
L'atomo è innanzitutto fatto di vuoto. Se il nucleo venisse ingrandito fino alle dimensioni di una arancia, il primo elettrone lo incontreremmo dopo qualche centinaio di metri.

Quasi tutta la massa dell'atomo è concentrata nel nucleo, che è formato da due tipi di particelle, i protoni e i neutroni, che insieme sono chiamati nucleoni.
I protoni hanno carica positiva e massa pari a 1,6726×10-27 Kg, i neutroni sono neutri e hanno massa pari 1,6749×10-27 Kg.

 

2. DALLA MECCANICA CLASSICA ALLA MECCANICA QUANTISTICA

Nel 1910 la maggior parte dei fisici pensava che gli atomi fossero formati da una combinazione di cariche elettriche positive e negative e che le attrazioni e repulsioni fra queste cariche fossero alla base dei fenomeni chimici e fisici osservati nei solidi, nei liquidi e nei gas.L'esplorazione della struttura interna dell'atomo condusse alla conclusione inevitabile che, nel dominio atomico le leggi del moto di Newton non sono valide.Gli elettroni e le altre particelle subatomiche ubbidiscono a nuove equazioni del moto che sono drasticamente diverse dalle vecchie equazioni del moto a cui ubbidiscono i pianeti, le palle da bigliardo ecc...............

 

7. IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG

.............L'impossibilità di pervenire ad una determinazione simultanea della velocità e della posizione dell'elettrone è sancito da un fondamentale principio della fisica moderna, il principio di indeterminazione, che fu formulato da Heisenberg nel 1927 e diede una nuova impronta a tutto il pensiero fisico.Gli elementi essenziali per definire il moto dell'elettrone risultano fisicamente indeterminati, perché concettualmente inosservabili con una approssimazione significativa per la loro definizione.

 

9. PARTICELLE VIRTUALI E INTERAZIONI FONDAMENTALI

Una particella virtuale è una particella per cui non vale la relazione:

per intervalli di tempo infinitesimi, dove questa equazione è una delle conseguenze fondamentali della Relatività Ristretta di Einstein, vista nel capitolo 3, ed ogni oggetto fisico, "reale", deve obbedirle. Le teorie che conciliano la Relatività Ristretta con la Meccanica Quantistica prevedono però l'esistenza di particelle "virtuali" che non rispettano la (8).

 

19. LA FISSIONE NUCLEARE

La fissione è un tipo di reazione nucleare che si deve considerare solo per nuclei con un alto numero atomico (torio, protoattinio, uranio, elementi transuranici). Il nucleo colpito da un neutrone (o anche da un proiettile diverso) lo assorbe poi si spezza in due altri nuclei di medio numero atomico, rilasciando anche un certo numero di neutroni liberi, di solito 2 o 3............................

 

20. FUSIONE NUCLEARE

Il processo di combinazione di due nuclei molto leggeri, che, fondendosi l'uno con l'altro, danno origine ad un nucleo più pesante è detto fusione nucleare. Questo processo è accompagnato dalla liberazione di una quantità di energia straordinariamente alta, assai più di quella sviluppata nelle reazioni di fissione.
Due importanti reazioni di questo tipo sono le seguenti:


.............In questi processi di fusione si libera energia; il calore sviluppato mantiene la pressione dei gas intorno al nucleo centrale della stella (core) a valori tali da bilanciare l'attrazione gravitazionale, fintanto che nel core c'è idrogeno da fondere. Questo è il processo col quale il nostro sole produce energia; si pensa che esso sia a metà della sua vita..............