fertile, materiale

In fisica nucleare, materiale non adatto a essere utilizzato direttamente come combustibile nucleare ma che in combustibile si trasforma per assorbimento di neutroni.

Nei reattori nucleari a fissione a neutroni termici e veloci, si usa come materiale f. l’isotopo di numero atomico 238 dell’uranio o l’isotopo di numero atomico 232 del torio. Il primo, mediante cattura di neutroni, si trasforma in plutonio 239, il secondo si trasforma in uranio 233; ambedue questi isotopi danno luogo a reazione di fissione per cattura di neutroni. L’uranio 238 è utilizzato nella tecnica dei reattori a neutroni veloci autofertilizzanti: in essi il materiale combustibile è il plutonio 239 che viene rigenerato appunto per trasformazione dell’uranio 238.

Nei futuri reattori a fusione, che utilizzeranno la reazione di fusione tra nuclei di deuterio e di trizio per la produzione di energia, per produrre nuovo trizio, che è un isotopo instabile dell’idrogeno e deve essere prodotto artificialmente, si prevede di impiegare come materiale f. il litio. Infatti la reazione fra deuterio e trizio libera un neutrone con energia di circa 14 MeV e le reazioni più indicate per la produzione di trizio sono quelle in cui la cattura di un neutrone di alta energia da parte di un nucleo di litio genera trizio ed elio.