Perché si produce energia da 2 processi diversi come la fusione e fissione nucleare

[paoli.2009]

Perché si produce energia da 2 processi completamente diversi come la fusione e fissione nucleare? Se divido un atomo produco energia mentre se lo unisco produco ancora energia. Come mai accade questo? Non é un controsenso? Mi sfugge qualcosa?

[gabi.2437]

Basterebbe vedere COSA si usa

Fusione-->idrogeno&co

Fissione-->Uranio&co

Abbiamo quindi che per la fusione si fondono elementi leggeri, per la fissione si scindono elementi pesanti.

Questo argomento si ricollega allegramente con l'astronomia e in particolare la vita delle stelle.

Gli elementi leggeri (leggeri inteso come numero di protoni nel nucleo eh...) quali idrogeno, elio e compagnia cantando fino al ferro, se fusi, liberano energia

Gli elementi pesanti quali uranio, plutonio e compagnia cantando fino al ferro, se divisi, liberano energia

Abbiamo successivamente che fondere elementi pesanti richiede energia e stessa cosa dividere elementi leggeri


Nelle stelle, che sono formate di base da idrogeno, a causa della gravità e quindi dell'enorme pressione e calore che hanno, si sviluppa la fusione nucleare, inizialmente con l'idrogeno, poi finito l'idrogeno, se la stella è abbastanza massiccia (-->ha abbastanza pressione al nucleo e temperatura abbastanza alta) si prosegue con l'elio e se è sempre abbastanza grossa, fino al ferro (se non ce la fa si spegne prima)

Arrivata al ferro lei continuerebbe a fondere volendo, ma la cosa richiederebbe energia, quindi va in supernova

Una supernova è una stella che collassa su se stessa, in questa enorme esplosione finale, si hanno le condizioni per fondere gli elementi più pesanti del ferro.

Visto e considerato che l'universo è nato formato per 3 quarti da idrogeno e 1 quarto da elio (e tracce di litio forse) ne deduciamo che se noi siamo qua vivi e vegeti e abbiamo addirittura l'uranio significa che 1)il sole è una stella di seconda o terza o passa mano e non tra le prime nate dopo il big bang 2)noi siamo figli delle stelle

[lowenz]

Originariamente inviato da paoli.2009

Perché si produce energia da 2 processi completamente diversi come la fusione e fissione nucleare? Se divido un atomo produco energia mentre se lo unisco produco ancora energia. Come mai accade questo? Non é un controsenso? Mi sfugge qualcosa?

Ti sfugge tutto direi

http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=772680

[paoli.2009]

Quello che dici mi é chiaro ma quello che continua a tormentarmi é il motivo per cui fino a 26 protoni le particelle sono ben disposte a formarsi liberando energia ed oltre si rifiutano. In pratica mi sto chiedendo il perché dell'esistenza di una soglia fissata a 26 o intorno a questo valore. In sostanza mi suona difficile poter descrivere la questione con il modello delle palline sferiche di neutroni e protoni.

[gabi.2437]

Beh il punto è se alla fine c'è o meno dell'energia extra che deve finire da qualche parte

[Mixmar]

Originariamente inviato da paoli.2009

Quello che dici mi é chiaro ma quello che continua a tormentarmi é il motivo per cui fino a 26 protoni le particelle sono ben disposte a formarsi liberando energia ed oltre si rifiutano. In pratica mi sto chiedendo il perché dell'esistenza di una soglia fissata a 26 o intorno a questo valore. In sostanza mi suona difficile poter descrivere la questione con il modello delle palline sferiche di neutroni e protoni.

Infatti il modello che immagina i nucleoni come palline sferiche non è adatto a spiegare questo risultato, e la fisica nucleare ha a disposizione modelli più avanzati che non contraddicono l'evidenza sperimentale.

In generale comunque, il principio è che la configurazione "più stabile" del nucleo atomico è quella con energia di legame dei componenti minore, e quindi una trasformazione che porta da forma meno stabile a forma più stabile libera una differenza di energia, che è quella della fusione, se la forma più instabile è più leggera, della fissione, se si parte invece da una forma (configurazione del nucleo atomico) più pesante.

E' un discorso analogo a quello delle reazioni chimiche, per le quali le configurazioni di riferimento sono quelle della nube elettronica attorno all'atomo dell'elemento invece che dei nucleoni nel nucleo: anche in quel caso, il modello "classico" dell'elettrone non spiega perchè ci dovrebbe essere preferenza per questa o quella configurazione, anche se il discorso verte sempre intorno a configurazioni, o "equilibri", più o meno stabili / energetici.

Purtroppo non posso entrare nei dettagli, perchè non li conosco nemmeno io: ti rimando a chi ne sappia più di me.

[hibone]

Originariamente inviato da paoli.2009

Quello che dici mi é chiaro ma quello che continua a tormentarmi é il motivo per cui fino a 26 protoni le particelle sono ben disposte a formarsi liberando energia ed oltre si rifiutano. In pratica mi sto chiedendo il perché dell'esistenza di una soglia fissata a 26 o intorno a questo valore. In sostanza mi suona difficile poter descrivere la questione con il modello delle palline sferiche di neutroni e protoni.

le particelle subatomiche che si assemblano in atomi non è che lo facciano così... per passatempo...

lo scopo è raggiungere una configurazione stabile, ovvero a minimo contenuto di energia...

poi se vuoi sapere perchè la configurazione elettronica stabile prevede 26 protoni beh... devi aspettare di passare a miglior vita per chiederlo a chi di dovere...

[paoli.2009]

Esistono teorie che permettono di capire perché 26 é un "numero magico" oppure é un assioma indimostrato noto solo all'innipotente?

[hibone]

Originariamente inviato da paoli.2009

Esistono teorie che permettono di capire perché 26 é un "numero magico" oppure é un assioma indimostrato noto solo all'innipotente?

non saprei...

di solito per tale argomento si parla di teorie proprio perchè non si è giunti a spiegare "tutto" e quindi non si è riusciti ad individuare un perchè, per questo vengono proposti dei modelli che tentando di descrivere la realtà...

è evidente che nei libri trovi i modelli più datati, mentre per quelli più recenti devi controllare il materiale degli addetti ai lavori...

in ogni caso temo che il "perchè", come pure il perchè l'energia degli elettroni è quantizzata e così via, lo sa solo l'onnipotente...

[xenom]

spiegata terra-terra: le particelle che compongono il nucleo atomico (neutroni e protoni) sono tenuti insieme dalla forza nucleare forte (che è appunto talmente forte da vincere le forze di repulsione di Coulomb, cariche di segno uguale si respingono).
Ora, se tu intervieni con un'energia per rompere l'atomo, si libera ancora più energia, questa energia deriva dal difetto di massa: prima di capire ciò devi avere in testa l'equazione di Einstein E = mc^2. l'energia e la massa sono intercambiabili. La massa si può trasformare in energia e viceversa.
Il difetto di massa è praticamente costituito dalla forza nucleare forte.

Analogamente, nella fusione, due nuclei leggeri si fondono per formare un nucleo più pesante. Dato che la somma delle masse dei due nuclei di origine è maggiore della massa del nucleo risultate, si ha sempre il difetto di massa... questa massa viene trasformata in energia.

spero di essermi spiegato...

[xenom]

Originariamente inviato da paoli.2009

Quello che dici mi é chiaro ma quello che continua a tormentarmi é il motivo per cui fino a 26 protoni le particelle sono ben disposte a formarsi liberando energia ed oltre si rifiutano. In pratica mi sto chiedendo il perché dell'esistenza di una soglia fissata a 26 o intorno a questo valore. In sostanza mi suona difficile poter descrivere la questione con il modello delle palline sferiche di neutroni e protoni.

questo non lo sapevo.
Intendi dire che la fusione può avvenire solo fino al ferro?

a me sembrava di aver capito che è solamente questione di temperature e quindi energie di innesco...
So che in alcune stelle la fusione può coinvolgere effettivamente elementi come il ferro, ma probabilmente perché è fisicamente impossibile raggiungere temperature così elevate da innescare la fusione di elementi più pesanti

[hibone]

Originariamente inviato da xenom

questo non lo sapevo.
Intendi dire che la fusione può avvenire solo fino al ferro?

a me sembrava di aver capito che è solamente questione di temperature e quindi energie di innesco...
So che in alcune stelle la fusione può coinvolgere effettivamente elementi come il ferro, ma probabilmente perché è fisicamente impossibile raggiungere temperature così elevate da innescare la fusione di elementi più pesanti

la fusione verso materiali più pesanti avviene, è ovvio, altrimenti non avremo ferro piombo e quant'altro...
il fatto è che a partire dal ferro in poi, l'energia immagazzinata nell'atomo tende ad aumentare...

in sostanza mentre per le sostanze più leggere il processo di fusione è "in discesa" perchè avviene con liberazione di energia, per le sostanze più pesanti è "in salita" perchè avviene con assorbimento di energia... In taluni casi l'eccesso di energia è tale da rendere instabile l'intero atomo, che perciò è radioattivo..

il fenomeno è descritto abbastanza bene nel chiorboli, con la graficazione del rapporto massa/energia ( l'inverso della densità di energia in sostanza )...

[gigio2005]

Originariamente inviato da paoli.2009

Quello che dici mi é chiaro ma quello che continua a tormentarmi é il motivo per cui fino a 26 protoni le particelle sono ben disposte a formarsi liberando energia ed oltre si rifiutano. In pratica mi sto chiedendo il perché dell'esistenza di una soglia fissata a 26 o intorno a questo valore. In sostanza mi suona difficile poter descrivere la questione con il modello delle palline sferiche di neutroni e protoni.

non bisogna scomodare nessuna teoria del numero magico...

e' tutta una questione di equilibri di forze, nella fattispecie nel caso dei nuclei parliamo di equilibrio tra forza di attrazione forte e forza di repulsione (cariche dello stesso segno si respingono)

tale equilibrio dipende dal diametro del nucleo...se il diametro e' piccolo prevale la forza di attrazione forte (quindi e' favorita la fusione), se il diametro e' grande prevale la forza di repulsione (quindi e' favorita la fissione)

http://en.wikipedia.org/wiki/Binding...g_energy_curve