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| ENRICO
FERMI | |||||
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Enrico
Fermi nacque a Roma nel 1901. All'età di ventun anni conseguì
la laurea in Fisica presso l'Università di Pisa. Si perfezionò
poi a Gottinga con Max Born e a Leida con Ehrenfest. Ottenne la cattedra
di Fisica teorica all'Università di Roma nel 1926 e il titolo
di accademico d'Italia nel 1929. |
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Le
ricerche compiute da Enrico Fermi in Italia riguardarono soprattutto i
fenomeni radioattivi. Gli atomi degli elementi radioattivi emettono dal
loro nucleo le particelle dette a e b. Le particelle a sono di massa 4 essendo composte da due protoni e da due neutroni, tutti
provenienti dal nucleo dell'atomo. Tale perdita comporta per l'atomo una
posizione diversa, precisamente di due posti più bassa, nella scala
periodica degli elementi di Mendeleev, poiché in essa la posizione
degli elementi è determinata dal maggiore o minore numero di prototipi
contenuti nel nucleo. Le particelle b sono costituite da elettroni.
Poiché questi ultimi non sono contenuti nel nucleo dell'atomo,
si assume che nel nucleo stesso durante la loro emissione sia avvenuta
una trasformazione di neutroni in altrettanti protoni. Nelle emissioni b si è potuta ipotizzare, per rispettare il principio di
conservazione dell'energia, l'emissione - oltre che dell'elettrone - anche
di una particella priva di carica e praticamente priva di massa detta
neutrino. Di fondamentale importanza furono gli studi compiuti da Fermi in America sulla fissione, cioè sulla rottura del nucleo dell'atomo dell'uranio 235. In natura l'uranio 235 non esiste, trovandosi soltanto l'uranio 238. Entrambi questi elementi hanno numero atomico 92 (il più alto della scala di Mendeleev). Essi contengono infatti lo stesso numero di protoni 92, ma mentre l'uranio 238 contiene anche 146 neutroni, l'uranio 235 ne contiene soltanto 143. L'uranio 235 è contenuto nell'uranio 238, ma solo nella proporzione all'incirca dello 0,7 per cento, ed è difficilmente isolabile avendo le stesse qualità chimiche. Mentre però è possibile la fissione del nucleo dell'uranio 235, non è possibile la fissione del nucleo dell'uranio 238. Se dei neutroni collidono con il nucleo dell'uranio 235, lo scindono in due parti quasi uguali, con l'emissione di tre o quattro neutroni disponibili per scindere altri nuclei di uranio 235 e la conseguente produzione di una grande quantità di energia. Se invece i neutroni colpiscono il nucleo dell'uranio 238, essi ne vengono assorbiti e si forma la reazione a catena. I neutroni che scindono il nucleo dell'atomo in tale reazione sono detti non a caso veloci. Solo rallentandoli si può creare la condizione per non farli assorbire dal nucleo dell'uranio 238 lasciandoli continuare a vagare fino a trovare un nucleo di 235 da scindere. Durante la guerra mondiale i tedeschi tentarono di rallentare i neutroni veloci facendoli scontrare col nucleo dell'idrogeno pesante o deuterio, che ha nel nucleo un protone e un neutrone, e a tal fine utilizzarono il deuterio contenuto nell'acqua pesante. Il problema era di difficile soluzione: se infatti i protoni veloci avessero trovato un nucleo troppo leggero, si sarebbero fermati; se avessero incontrato un nucleo troppo pesante sarebbero rimbalzati con velocità eguale o accresciuta. Fermi trovò la soluzione nel carbonio puro (grafite), il cui nucleo contiene dodici protoni. Così fu possibile ottenere una reazione a catena controllata e realizzare la pila e la bomba atomica. | |||||
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