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Fisica nucleare, ingegneria nucleare, energia nucleare, fissione nucleare, reazione nucleare a catena, massa critica, centrali nucleari, reattore nucleare, fusione del nocciolo del reattore, meltdown nucleare, incidente di Three Mile Island.

La fisica nucleare è la branca della fisica che studia il nucleo atomico, i suoi costituenti, protoni e neutroni, e le loro interazioni. Si distingue dalla fisica atomica, di cui è una sottobranca, che studia l'atomo nella sua interezza, e dalla fisica delle particelle, che ha come oggetto lo studio delle singole particelle libere. Il termine "fisica subnucleare", riferito allo studio delle particelle costituenti il nucleo, è stato in larga parte soppiantato dal termine "fisica delle particelle" che studia le particelle in generale, non necessariamente vincolate dentro i nuclei. La più comune applicazione della fisica nucleare è la produzione di energia nucleare, ma essa è anche alla base di molte altre importanti applicazioni, ad esempio in medicina (medicina nucleare, risonanza magnetica nucleare), scienza dei materiali (impiantazione ionica), archeologia (radiodatazione al carbonio). Modello atomico di Thomson, Modello atomico di Rutherford, Modello atomico di Bohr. La fisica nucleare è principalmente divisa in fisica della struttura nucleare, che comprende tutte le teorie riguardanti la formazione, la coesione e le proprietà statiche misurabili dei nuclei (come la loro massa, i loro livelli energetici, i decadimenti ecc.) e fisica delle reazioni nucleari, che studiano i processi in cui due o più nuclei interagiscono collidendo in vario modo per formare altri nuclei, magari emettendo altre particelle, frammentandosi, fondendo o semplicemente cambiando il loro stato di moto. Le due sottodiscipline sono interconnesse, nel senso che le nostre informazioni sulla struttura ci pervengono quasi unicamente dallo studio delle reazioni e dei decadimenti (naturali o artificiali).
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In fisica la scissione o fissione nucleare è un processo fisico-nucleare in cui il nucleo atomico di un elemento chimico pesante (ad esempio uranio-235 o plutonio-239) decade in frammenti di minori dimensioni, ovvero in nuclei di atomi a numero atomico inferiore, con emissione di una grande quantità di energia e radioattività. Può avvenire spontaneamente in natura oppure essere indotta artificialmente tramite opportuno bombardamento di neutroni. È la reazione nucleare comunemente utilizzata nei reattori nucleari e nei tipi più semplici di arma nucleare.
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Con centrale elettronucleare (comunemente centrale nucleare o centrale atomica), si intende generalmente una centrale elettrica che, attraverso l'uso di uno o più reattori nucleari a fissione, sfrutta il calore prodotto da una reazione di fissione nucleare a catena auto-alimentata e controllata per generare vapore a temperatura e pressione elevate, col fine di azionare delle turbine a vapore accoppiate ad alternatori, e produrre così, infine, elettricità.
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L'incidente di Three Mile Island fu una parziale fusione del nocciolo avvenuto nella centrale nucleare sull'omonima isola, nella Contea di Dauphin, in Pennsylvania, il 28 marzo del 1979. Fu il più grave incidente nucleare avvenuto negli Stati Uniti d'America, e ha portato al rilascio di piccole quantità di gas radioattivi e di iodio radioattivo nell'ambiente. L'impianto era sia di proprietà che gestito dalla General Public Utilities e della Metropolitan Edison (Met Ed). Il reattore coinvolto nell'incidente, l'unità 2, era un reattore ad acqua pressurizzata (PWR: Pressurized Water Reactor) prodotto da Babcock & Wilcox. L'incidente avvenne esattamente alle ore 4:00 di mercoledì 28 marzo 1979, quando il reattore era ad un regime di potenza del 97%. L'incidente ebbe inizio nel circuito di refrigerazione secondario, con il blocco della portata di alimentazione ai generatori di vapore. Questo blocco portò, nel circuito primario di raffreddamento del nocciolo, a un considerevole aumento della pressione del refrigerante, causando prima l'apertura di una valvola PORV di rilascio posta sul pressurizzatore e poi lo "SCRAM" (arresto di emergenza del reattore mediante l'inserimento delle barre di controllo). A questo punto la valvola di rilascio non si richiuse e gli operatori non si resero conto del problema, anche perché non vi era nella strumentazione l'indicazione della reale posizione della valvola. Fu così che il circuito di raffreddamento primario si vuotò parzialmente e il calore residuo del nocciolo del reattore non poté essere smaltito. A causa di ciò il nocciolo radioattivo subì gravi danni. La strumentazione carente della sala controllo e l'addestramento inadeguato risultarono essere le cause principali dell'incidente.
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