Volume 1

15. 7 MODULO F Figura 15.11. Radioterapia con cobalto-60, nella cura di alcune forme tumorali. La fusione nucleare La fusione nucleare è un altro tipo di reazione nucleare è in grado di liberare grandi quantità di energia. L energia liberata dalla fusione nucleare è superiore a quella prodotta dalla fissione, a parità di massa del combustibile nucleare. La reazione di fusione nucleare consiste nel far reagire ad altissime temperature (milioni di °C) nuclei di elementi leggeri, ad esempio idrogeno, per ottenere nuclei più pesanti liberando una grande quantità di energia. Nel Sole, come in tutte le stelle presenti nell Universo, avviene la trasformazione dell idrogeno in elio, cioè la fusione nucleare. Nelle stelle questo processo produce energia per miliardi di anni (Fig. 15.12). L uomo finora ha utilizzato questo tipo di reazione nucleare solo nelle bombe atomiche all idrogeno (bombe H o bombe termonucleari). Affinché i due nuclei di idrogeno possano incontrarsi in modo che avvenga la reazione di fusione devono vincere le enormi forze di repulsione reciproche. Questo può avvenire solo se i nuclei posseggono un elevata energia cinetica, ciò si verifica soltanto a 100 milioni di gradi. Questa temperatura viene ottenuta nelle bombe H, mediante l esplosione di una bomba atomica, che funge da innesco. Purtroppo la realizzazione delle centrali nucleari a fusione pone grandi problemi tecnologici non ancora risolti. Il problema maggiore riguarda il raggiungimento delle altissime temperature per l innesco della reazione a fusione (evidentemente in una centrale non è possibile utilizzare una esplosione atomica come innesco) e il modo di confinare all interno di un reattore la fusione dei nuclei atomici dell idrogeno, dato che non esiste nessun materiale in grado di resistere a milioni di gradi di temperatura. Occorreranno anni di ricerca per sviluppare reattori commerciali a fusione in grado di soddisfare le esigenze energetiche del genere umano. H 2 1 Energia n 1 0 H 4 2 H 2 1 Figura 15.12. Schema della reazione di fusione tra il deuterio e il trizio: 2 1D + 43T 42He + 01n. La ricerca scientifica cerca di sfruttare questa energia, relativamente pulita, per scopi pacifici, cioè per produrre energia elettrica, senza avere il grosso problema delle scorie radioattive come per le centrali a fissione. 201 U. 15 - La chimica nucleare cura del cancro; attualmente viene usato il cobalto-60, perché è più economico ed emette radiazioni più forti (Fig. 15.11). Questo tipo di terapia per la cura delle neoplasie (cancro) viene detto radioterapia, per distinguerla dalla chemioterapia (utilizzo di farmaci specifici). Alcuni tipi di tumori possono essere curati somministrando ai pazienti farmaci che contengono elementi radioattivi: ad esempio, se un paziente è affetto da cancro della tiroide, gli si somministra un farmaco contenente NaI-radiattivo, cioè ioduro di sodio che contiene l isotopo iodio-131. Lo iodio radioattivo si concentra soprattutto nella tiroide, le radiazione emesse distruggono le cellule tumorali senza danneggiare il resto del corpo. Altri farmaci contenenti elementi radioattivi vengono utilizzati per la diagnosi di diverse malattie; ad esempio viene utilizzato NaCl-marcato (radioattivo) per individuare disfunzioni circolatorie, oppure il glucosio-marcato (contenente l isotopo carbonio-11) viene utilizzato per studiare le patologie cerebrali.