Dentro un nucleo i protoni si trovano ammassati a distanze dell’ordine di , tutti carichi positivamente. A distanze così piccole la forza di Coulomb repulsiva tra due protoni è gigantesca: la legge cresce come l’inverso del quadrato della distanza, e a scala nucleare diventa enorme. Perché allora il nucleo non esplode istantaneamente?
La risposta è che esiste una nuova interazione fondamentale, la forza nucleare forte, che attrae fra loro tutti i nucleoni — protoni e neutroni indistintamente. Due sue caratteristiche la rendono adatta a fare da collante nucleare:
- È intensissima a corto raggio: alle distanze nucleari è circa volte più forte della repulsione coulombiana, e quindi la vince, tenendo insieme il nucleo.
- Ha portata cortissima: la sua azione svanisce praticamente oltre i (). Un nucleone risente della forza forte solo dai suoi vicini immediati, non da tutto il nucleo.
Proprio questa portata limitata spiega perché i nuclei non possano crescere all’infinito. La forza forte lega solo i nucleoni contigui (satura), mentre la repulsione elettrica dei protoni agisce a lungo raggio e si somma su tutte le coppie. Nei nuclei molto grandi la repulsione coulombiana finisce per prevalere sulla coesione forte, e il nucleo diventa instabile: è la radice profonda della radioattività dei nuclei pesanti e della loro tendenza alla fissione.
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Argomenti: Fisica nucleare Oggetti: Nucleo atomico
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