Perché può liberare energia
La fusione nucleare unisce nuclei leggeri formando nuclei più pesanti e può liberare energia quando i prodotti risultano più legati per nucleone. È il meccanismo che alimenta le stelle. Per far avvicinare nuclei positivi bisogna però superare, almeno in parte, la loro repulsione elettrica.
La barriera coulombiana
Per nuclei leggeri, l’energia di legame per nucleone tende ad aumentare avvicinandosi alla regione del ferro e del nichel. Se due nuclei leggeri formano un prodotto più stabile, la differenza di massa-energia viene liberata come energia cinetica, radiazione o energia di altre particelle.
Nelle stelle
Due nuclei positivi si respingono elettricamente. Temperature elevate aumentano le energie cinetiche e le collisioni ravvicinate. Anche l’effetto tunnel quantistico permette fusioni a energie inferiori a quelle richieste da un superamento classico completo della barriera.
Deuterio e trizio
Nel Sole domina una catena di reazioni che, nel bilancio complessivo, converte idrogeno in elio. La temperatura centrale è di milioni di kelvin e l’enorme densità mantiene molte particelle in collisione. La gravità confina naturalmente il plasma stellare.
Perché può liberare energia
Una reazione studiata per la fusione terrestre è D + T → ⁴He + n. Essa libera circa 17,6 MeV, ripartiti soprattutto tra il nucleo di elio e il neutrone. Il neutrone, essendo neutro, può uscire dal plasma e trasferire energia ai materiali circostanti.
Per nuclei leggeri, l’energia di legame per nucleone tende ad aumentare avvicinandosi alla regione del ferro e del nichel. Se due nuclei leggeri formano un prodotto più stabile, la differenza di massa-energia viene liberata come energia cinetica, radiazione o energia di altre particelle.