Reazioni nucleari: l’importanza della radioattività
Le reazioni nucleari sono espresse attraverso equazioni che includono i simboli dei nuclei reagenti e prodotti, con i necessari coefficienti di bilanciamento.
La scoperta della radioattività attribuita a Henry Becquerel risale al 1896, dopo aver cercato di comprendere la natura dei raggi X, che sembrava fossero collegati alla fluorescenza verde del vetro del tubo in cui venivano prodotti i raggi catodici.
Becquerel verificò se le sostanze fluorescenti naturali emettevano raggi dopo l’esposizione alla luce solare. A tale scopo, impiegò un sale di uranio e notò chiaramente radiazioni provenienti dalla sostanza avvolta in una lastra fotografica, anche in assenza di luce solare.
Successivamente, Marie Curie mostrò che altri due elementi possedevano le stesse proprietà di emettere “raggi naturali”: il polonio e il radio. Queste radiazioni erano costituite da tre componenti essenziali: le particelle α e β poco penetranti e una radiazione γ molto più penetrante.
Già verso la fine del 1934, Enrico Fermi e il gruppo di giovani ricercatori noti come i “Ragazzi di via Panisperna” effettuarono scoperte fondamentali che portarono alla comprensione della fissione nucleare.
Le reazioni nucleari sono processi in cui uno o più nuclidi sono prodotti dalle collisioni tra due nuclei atomici o tra un nucleo atomico e una particella subatomica.
Esse possono essere classify come esoenergetiche o endoenergetiche. Nel primo caso, la massa del sistema diminuisce e l’energia liberata appare come l’energia cinetica dei prodotti di reazione, mentre le endoenergetiche richiedono l’apporto di energia cinetica ai reagenti.
Il bilancio energetico o tonalità termica Q di una reazione nucleare corrisponde all’energia liberata o assorbita, generalmente misurata in MeV.
Le tecniche usate nello studio delle reazioni nucleari sono notevolmente diverse da quelle utilizzate nelle reazioni chimiche, richiedendo energie molto elevate fornite da particelle o raggi accelerati con macchine specializzate. Poiché la probabilità di interazione tra una particella energetica e un nucleo è in generale bassa, lo studio delle reazioni nucleari è di solito effettuato su un numero assai limitato di eventi individuali, comportando l’uso di diverse grandezze per descrivere la velocità di reazione.
