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Titolo: Energia-nucleare

Perche`l`energia-nucleare-si-puo`ottenere-solo-usando-uranio-e-plutonio.
Cosa-hanno-di-speciale-questi-elementi?Perche-non-si-puo`usare-per-esempio-il-ferro-o-qualsiasi-altro-materiale?
Grazie
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 Cosa-hanno-di-speciale-questi-elementi?Perche-non-si-puo`usare-per-esempio-il-ferro-o-qualsiasi-altro-materiale?
Scusa, ma perché metti dei trattini al posto degli spazi?!?
Cmq. vediamo la tua domanda. Ti darò una risposta semplicistica. Lascio ad
altri ben più bravi di me il compito di rifinirla (o smontarla come ogni
tanto capita).
Anzitutto parti da un assunto sbagliato: dall'uranio e dal plutonio (e da
qualche altro elemento, ma non complichiamo le cose) ricavi energia nucleare
PER FISSIONE. Non è l'unico tipo di energia nucleare. Ad esempio c'è quella
PER FUSIONE, come avviene nel Sole e in tutte le stelle.
E' una questione di bilanciamento energetico: se prendi un nucleo pesante e
lo "spacchi" (fissione) in due o tre parti, scoprirai che la somma delle
energie dei nuclei (più leggeri) prodotti è minore di quella del nucleo
pesante. Il minimo è più o meno a metà strada nella scala degli elementi,
quindi proprio dalle parti del ferro. Spaccare un nucleo di ferro richiede
quindi più energia di quelli che ottieni, e quindi il sistema non funziona.
Inoltre non tutti gli elementi sono disponibili a farsi facilmente rompere
il nucleo. :-)
Vanno bene solo certi elementi e di questi solo particolari isotopi. Questi
sono detti elementi "fissili".
Nel caso dell'uranio235 basta sparare addosso al suo nucleo un neutrone
lento. Il bello è che nella fissione dell'U235 oltre ai frammenti del nucleo
ti ritrovi con altri due o tre neutroni che possono andare a rompere un
altro nucleo creando una reazione a catena incontrollata (bomba atomica) o
controllata (reattore nucleare). Ti dico subito che per vari motivi un
"normale" reattore nucleare per produzione di energia NON PUO' esplodere
come una bomba in nessun caso.
Ci sarebbero diverse cose da dire, ma penso per ora possa bastare. Casomai,
chiedi ulteriori dettagli.
Ciao.
 
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Roberto Rosoni
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Tanto va la gatta al largo che ritorna col pattìno.
 

 Grazie
Cerco di risponderti in maniera la piu' possibile chiara anche se
adesso non ho qui numeri che mi possano essere d'aiuto come esempi.
Anzitutto penso che tu ti riferisca all'energia nucleare ottenuta per
fissione. Non e' vero che si puo' ottenere energia solo da uranio e
plutonio, ma anche da torio e altri combustibili. Vi sono addirittura
alcuni nuclidi (vado a memoria) come il californio-252 che vanno
incontro a una fissione spontanea non innescata da neutroni. Il fatto
che si usino questi materiali piuttosto che altri ha mille e piu'
motivazioni. Ti cito solo alcune delle motivazioni seguendo il ciclo
di vita del combustibile.
1) presenza in natura del materiale voluto. Da questo punto di vista
il torio e' piu' diffuso. Inoltre facilita' di estrazione e di
separazione dagli altri materiali.
2) Processo di arricchimento. Il materiale utilizzato deve poter dar
luogo a composti chimici attraverso il quali si possa fare una
separazione degli isotopi fissili e quelli no. Nel caso dell'uranio e'
l'esafluoruro di uranio.
3) possibilita' di produrre pastiglie o altri manufatti che in
reattore non vadano incontro a una eccessiva degradazione dovuta a
iraggiamento, reazioni di ossidazione, dilatazioni termiche ecc.
Questo argomento e' molto complesso e non puo' essere trattato
separatamente da considerazioni circa la tipologia di reattore.
4) Caratteristiche nucleari. Sezione d'urto di fissione con neutroni
delle varie energie. Energia media emessa da una reazione di fissione
(per U-235 e' circa 190-200 MeV), numero medio di neutroni emessi per
ogni fissione. Sezione d'urto di cattura del fissile che non dia luogo
a fissione, sezione d'urto di cattura dell'isotopo non fissile e
possibilita' di fertilizzazione.
5) Devi poi considerare cosa succede al combustibile esausto. Una
volta uscito la composizione dell'elemento di combustibile deve essere
tale da facilitare il ritrattamento (se lo si vuole fare) e da avere
una composizione di scorie la meno "cattiva" possibile in termini
radioprotezionistici.
Questi sono solo alcune delle considerazioni che si fanno. La scienza
e l'ingegneria si sono evolute in maniera tale che l'ottimizzazione di
tutti gli elementi a portato alle scelte che tu sottolineavi.
per quanto rigurda la domanda:
Cosa-hanno-di-speciale-questi-elementi?Perche-non-si-puo`usare-per-esempio-il-ferro-o-qualsiasi-altro-materiale?
la risposta sta in fisica nucleare. Esiste una curva dell'energia di
legame per i diversi nuclidi in funzione del loro peso. Il ferro per
spezzarsi un due ha bisogno di un apporto netto di energia e non ne
fornisce. Per i nuclidi piccoli si ha convenienza energetica con la
fusione, cioe' mettendoli insieme, mentre per i grandi la convenienza
energetica sta nello spezzarli.Tale convenienza e' tanto maggiore
quanto piu' ci si allontana da nuclidi come ad esempio il ferro e si
va verso uranio( ad esempio) da un lato con la fissione e  deuterio
(ad esempio) dall'altro con la fusione.
Spero di non aver generato confusione.
Flavio

 Cosa-hanno-di-speciale-questi-elementi?Perche-non-si-puo`usare-per-esempio-il-ferro-o-qualsiasi-altro-materiale?
Ma-perche'-metti-tutti-quei-trattini? :-)
Mi pare che non abbia ancora risposto nessuno. 
Problema: che conoscenze hai di fisica? Che cosa sai di nuclei? di
energia di legame? di difetto di massa?
Assumendo che la risposta sia "poco o niente", cerco di tenermi al pu'
semplice livello che mi riesce.
Quella che conta e' la struttura del nucleo: la parte piu' interna
dell'atomo, quella dove e' concentrata quasi tutta la massa, e che e'
costituita da un certo numero di neutroni e protoni, tenuti insieme da
forze attrattive.
Ne segue che per scomporre un nucleo nei suoi costituenti (neutroni e
protoni appunto) occorre spendere energia: questa si chiama la "energia
di legame" di quel nucleo, ed e' diversa per i diversi nuclei. 
Piu' utile considerare l'energia di legame "per particella", che si
ottiene dividendo l'energia di legame totale per il numero di particelle
costituenti (numerodimassa).
Risultato: tra tutti i nuclei, quello di ferro ha la piu' alta energia
di legame per particella, e cosi' anche quelli vicini (nel senso del
numero di massa).
Quello di uranio (per es.) ce l'ha piu' bassa.
Di conseguenza, se si spacca un nucleo di uranio in due pezzi, si libera
un po' di energia, sotto forma di neutroni e altro.
Perche' proprio uranio e plutonio? Se fosse solo questione di energia di
legame, molti altri nuclei andrebbero bene; ma bisogna trovare il modo
di spaccarsli (fissione)...
Un po' piu' di 70 anni fa fu scoperto che l'uranio si puo' spaccare
facilmente bombardandolo con neutroni, e al tempo stesso dalla fissione
vengono proprio fuori neutroni, il che permette una "reazione a catena":
un nucleo si spacca e libera due neutroni; questi vanno a spaccare altri
due nuclei che liberano 4 neutroni...
E se non ci si mette un freno, abbiamo fatto una bomba...
Nei reattori nucleari il processo e' tenuto sotto controllo, e percio'
si ha una liberazione di energia graduale e regolabile.
Anche il plutonio va bene per la fissione; ha solo il difetto di non
esistere in natura. Ma lo si ottiene come sottoprodotto del
funzionamento dei reattori.
Ho sovrasemplificato un po' di cose, ne ho taciute altre...
Spero-di-aver-risposto-almeno-in-parte-alla-domanda :-))
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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 funzionamento dei reattori.
Come mai? Nemmeno sotto forma di ossido o di altri composti?
Immagino che in quel minestrone di atomi che ha formato il nostro pianeta,
ci siano stati tutti gli elementi della tavola periodica, anche se in
percentuali molto piccole per alcuni e più grando per altri come idrogeno,
ossigeno carbonio ecc...
Il plutonio è talmente instabile che quello che c'era si è già "consumato"
tutto a causa della sua radioattvità?
Altra domanda, che però vale meno punti: ;)
Ci sono in corso esperimenti per creare degli elementi che non esistono in
natura, con numeri atomici maggiori di quello che ha l'ultimo elemento della
tavola periodica?
Se si come viene assegnato il nome di questi elementi e quali
caratteristiche fisiche-chimiche-meccaniche si prevede che abbiano?
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 caratteristiche fisiche-chimiche-meccaniche si prevede che abbiano?
Per il nome, fantasia...: nettunio, plutonio, americio, curio, berkelio,
californio, einsteinio, fermio, mendelevio, nobelio, lawrencio,
rutherfordio, dubnio, seaborgio, bohrio, hassio, meitnerio ...
Come vedi, sono nomi di grandi fisici, per lo piu' nucleari, o di grandi
laboratori.
Per le caratteristiche che dici, tieni presente che nella gran parte dei
casi si producono quantita' microscopiche; non e' facile neppure
studiare le proprieta' chimiche.
Si possono fare (forse) previsioni, ma non so bene, perche' il
comportamento di atomi con cosi' tanti elettroni credo sia piuttosto
difficile da indovinare.
Chiaramente il plutonio fa caso a se', dato che ne sono state prodotte
quantita ... industriali, e la conoscenza anche delle proprieta'
meccaniche e' cruciale quando viene usato in un reattore.


caratteristiche fisiche-chimiche-meccaniche si prevede che abbiano?
Una di sicuro: l'instabilita`. Si prevede che un po' piu'
avanti nella tavola periodica ci sia un'isola di minore
instabilita`.
Ciao
Paolo Russo

> 104: rutherfordio-261 (65 secondi) in onore di Ernest Rutherford
ma l'elemento 104 non si chiamava kurchatovio ???
Paolo.

ma l'elemento 104 non si chiamava kurchatovio ???
Non mi sembra. Forse era un altro? Magari il 114?
Ciao
Paolo Russo