chimica-online.it

Chimica nucleare

Che cos'è la chimica nucleare?

Vuoi sapere cosa studia la chimica nucleare?

Vuoi conoscere il campo di studio della chimica nucleare?

Se si continua con la lettura dell'articolo. In questa pagina del sito vedremo infatti cosa studia la chimica nucleare e di cosa si occupa.

La chimica nucleare è quella branca della chimica che studia le reazioni fra nuclei atomici, i decadimenti radioattivi, la sintesi dei nuclidi e i fenomeni chimici che accompagnano e seguono la formazione di un nuclide.

I nuclei irraggiati con particelle e con fotoni possono subire delle trasformazioni, denominate reazioni nucleari, a seguito delle quali varia il loro numero atomico Z e/o il loro numero di massa A.

La notazione usata per scrivere le reazioni nucleari è analoga a quella impiegata per le reazioni chimiche, anche se completata con le indicazioni dei numeri atomici e dei numeri di massa dei reagenti e dei prodotti; è per tale motivo che le reazioni nucleari - che interessano da vicino la chimica nucleare - devono essere bilanciate per quanto riguarda sia i numeri atomici sia i numeri di massa.

Le particelle più frequentemente usate per produrre reazioni nucleari sono il neutrone (n), il protone (p), il deutone (d, nucleo di 2H), la particella α, il fotone (γ).

Ciò posto, riportiamo alcuni esempi di reazioni nucleari:

106Pd + n → 106Rh + p

109Ag + d → 109Cd + 2n

127I + n → 128I + γ

Tipi di reazioni nucleari

Le reazioni nucleari possono avvenire con assorbimento o con cessione di energia; nel primo caso esse sono dette endoenergetiche o endotermiche, nel secondo caso esoenergetiche o esotermiche.

L'energia di una reazione nucleare, indicata con la lettera Q, è data per nuclide reagente ed è espressa in megaelettronvolt (MeV). Il valore Q può essere determinato misurando le energie cinetiche dei reagenti e dei prodotti o può essere calcolato dalla differenza Δm (difetto di massa) tra le masse dei reagenti e dei prodotti, usando la ben nota relazione di Einstein E = m ∙ c2, = Q.

Nel caso di reazioni esoenergetiche l'energia corrispondente al difetto di massa compare come energia cinetica e di eccitazione dei prodotti.

Nel caso di reazioni endoenergetiche, affinché la reazione possa avvenire occorre che la differenza positiva tra le masse dei prodotti e dei reagenti sia compensata da una corrispondente quantità di energia cinetica dei reagenti.

Poiché l'energia cinetica del nuclide bersaglio è quasi sempre trascurabile, ne consegue che il difetto di massa deve essere compensato a spese dell'energia cinetica della particella incidente.

La minima energia cinetica che questa deve possedere per promuovere la reazione è detta energia di soglia della reazione.

Che cosa differenzia la chimica nucleare dalla fisica nucleare?

La differenza tra la chimica nucleare e la fisica nucleare è centrata sulla diversa mentalità e quindi sui differenti tipi di contributo che un fisico e un chimico arrecano alla comprensione dei fenomeni connessi alle reazioni nucleari.

Generalmente l'interesse del chimico nucleare è rivolto verso la fenomenologia e le applicazioni, mentre il fisico nucleare ha come obiettivo principale l'individuazione delle leggi fondamentali che governano l'interazione tra i nucleoni di un nucleo e tra una particella e un nucleo.

Ti lasciamo infine alcuni link che ti potrebbero interessare:

Come funziona un reattore nucleare a fissione?

Che cos'è l'effetto Cerenkov?

E' possibile passare da metri cubi a metri quadrati?

Studia con noi