Fissione

Fissione   Fis. (lat. fissio -onis, da findere, spaccare). Processo in cui il nucleo di un atomo si scinde in due parti approssimativamente uguali (raramente in numero maggiore).

Il fenomeno, scoperto nel 1938 da O. Hahn e F. Strassmann e indipendentemente da F. Joliot e da L. Meitner e O. R. Frisch, in seguito a lavori di Fermi, fu rivelato sfruttando l'azione di neutroni lenti sull'uranio. Si constatò che questo elemento, bombardato da neutroni, si rompe e produce due nuovi elementi di massa intermedia, ad es. il bromo e il lantanio. Nel processo singolo di fissione del nucleo di uranio sono emessi più neutroni, in media da 2 a 3 (neutroni pronti o istantanei), e si libera energia, prevalentemente sotto forma di energia cinetica dei frammenti di fissione; successivamente i frammenti, che sono in generale nuclei instabili, decadono emettendo talvolta dei neutroni (neutroni ritardati). Tutti i nuclei di elementi pesanti, a partire dal torio, possono subire la fissione con maggiore o minore facilità, in corrispondenza di energie più o meno elevate dei neutroni incidenti. La fissione può avvenire anche spontaneamente o può essere indotta da fotoni (fotofissione) e particelle cariche veloci (per es. protoni o particelle a).

I nuclei degli elementi uranio 233, uranio 235, plutonio 239 possono subire la fissione qualunque sia l'energia del neutrone incidente e la massima probabilità che il processo si realizzi si ha in corrispondenza di neutroni molto lenti (neutroni termici). Viceversa la fissione dell'uranio 238 avviene solo con neutroni molto veloci.

L'energia liberata in un singolo processo di fissione nell'uranio 235 è di circa 200 MeV. In questo caso si producono in media 2,4 neutroni per nucleo che ha subito la fissione; questi neutroni possono essere assorbiti oppure possono a loro volta produrre altre fissioni, dando origine a una reazione a catena quando il numero dei neutroni prodotti è maggiore del numero dei neutroni assorbiti o dispersi.

2 dicembre 1942
Prima reazione nucleare



In un cortile abbandonato nei sotterranei dell'università di Chicago il fisico italiano Enrico Fermi presenta la prima reazione di fissione nucleare controllata della storia. Due anni prima Fermi, insieme al fisico ungherese Leo Szilard e al fisico tedesco Albert Einstein, aveva scritto al presidente Franklin Roosevelt per avvisarlo del pericolo che i nazisti stessero sviluppando un'arma nucleare. Roosevelt lanciò così il programma atomico statunitense. La costruzione della bomba atomica nel quadro del "Manhattan Project" iniziò nel 1942. Con la dimostrazione della fissione nucleare Fermi, che nel 1938 aveva vinto il premio Nobel per la fisica, segnò uno dei primi trionfi del programma. Nel luglio 1945 gli USA testarono con successo la prima bomba atomica mondiale e in agosto lanciarono due ordigni analoghi sul Giappone. Fermi morì nel 1954. Un anno dopo l'elemento "fermio" fu così battezzato in suo onore.