L'ENERGIA NUCLEARE
L'atomo
L'atomo è la parte più piccola di ogni elemento presente in natura che ne conserva le proprietà chimiche e che fu per lungo tempo ritenuto indivisibile (dal greco atomos, che non si può dividere). In realtà, esso è costituito da un nucleo (costituito da protoni e neutroni) circondato da elettroni in grado di reazioni chimiche che possono produrre energia .
Energia nucleare
Che cos'è
L'impiego dell’energia nucleare nasce dalla possibilità di utilizzare le grandi energie presenti nel nucleo dell’atomo.
L'energia nucleare può essere prodotta sia attraverso la fissione nucleare (separazione dei nuclei di materiali radioattivi pesanti) sia attraverso la fusione (unione di nuclei di elementi leggeri).
Delle due reazioni, la fissione è l'unica realizzabile e controllabile dall’uomo, con i necessari accorgimenti tecnici legati alla prevenzione degli incidenti ed alla gestione delle scorie radioattive.
La fissione
Nella fissione il nucleo di uranio, scontrandosi con un neutrone, si spezza in due frammenti e in due o tre neutroni, liberando energia sotto forma di calore. I neutroni emessi urtano con altri nuclei di uranio e provocano ulteriori fissioni in numero sempre crescente (si tratta di una cosiddetta reazione a catena). Se questa reazione non viene controllata, la fissione diventa esplosiva e si ha la bomba atomica. Se la fissione viene controllata, può essere usata per produrre energia e come nel reattore nucleare .
La centrale nucleare
Il reattore è il cuore di una centrale nucleare e la reazione avviene nella sua parte centrale, detta nocciolo. Attorno al nocciolo corrono tubi contenenti acqua che viene riscaldata dal calore emesso nella reazione e trasformata in vapore. Da questo punto in poi la centrale nucleare funziona come una qualsiasi centrale termoelettrica a olio combustibile o a gas. Il vapore fa ruotare delle turbine collegate a reattori che producono energia elettrica. La differenza è solo nelle strutture. Infatti, poiché i neutroni, l’uranio e i prodotti della fissione sono radioattivi e quindi estremamente pericolosi, tutto l’insieme è racchiuso in contenitori di acciaio e di piombo, a loro volta contenuti in robusti edifici in cemento armato.
La fusione
La fusione nucleare è la reazione che si ha quando due nuclei di idrogeno si scontrano, fondendosi assieme in un nucleo più grande e liberando energia sotto forma di calore. Anche in questo caso il processo non controllato porta alla bomba all’idrogeno, mentre il processo controllato porta invece al reattore a fusione. La temperatura necessaria al processo di fusione è elevatissima, dell’ordine di milioni di gradi, e dunque assai difficile da raggiungere in laboratorio (in natura viene raggiunta all’interno del Sole e delle altre stelle). Per le difficoltà esistenti nel controllare il processo di fusione, sono state costruite bombe ma non ancora reattori. Quindi la fusione non è attualmente una fonte di energia utilizzabile, ma solo un progetto.
Impatto ambientale
Fissione e fusione sono due fonti di energia che potrebbero risolvere definitivamente il problema energetico dell’umanità.
Il reattore deve essere protetto per evitare perdite di materiale radioattivo. Infatti, se vengono a contatto con le cellule di un organismo animale o vegetale, le particelle emesse da elementi radioattivi producono danni molto gravi, come malattie ereditarie e difetti genetici.
Inoltre esiste il problema dello smaltimento del materiale utilizzato nel funzionamento dei reattori, perché i residui del combustibile nucleare restano radioattivi anche per migliaia di anni. Si tratta perciò di confinare i rifiuti radioattivi in robusti contenitori e di sotterrarli a grandi profondità, e in ogni caso non esiste l’assoluta certezza che i contenitori resistano fino a che non si esaurisce la radioattività.
Pro e contro il nucleare
Vantaggi energia nucleare.
Non produce gas serra. L'energia nucleare non produce i gas serra. La produzione di energia dall'atomo, non essendo basata sulla combustione di risorse fossili o vegetali, non causa l'emissione in atmosfera dei gas responsabili del peggioramento dell'effetto serra (es. anidride carbonica).
Produzione di energia elettrica su vasta scala. Da una piccola quantità di uranio una centrale atomica riesce a produrre una grande quantità di energia elettrica.
Ciclo di vita della centrale. L’impianto nucleare può funzionare ininterrottamente per 40-60 anni. Un periodo di tempo così lungo consente di ammortizzare l'elevato costo iniziale della centrale atomica.
Svantaggi energia nucleare.
Scorie radioattive. Nel processo di fissione nucleare sono prodotti anche rifiuti radioattivi di vario grado che necessitano d'essere lavorati e/o stoccati in depositi di massima sicurezza per migliaia di anni. Lo stesso trasporto del materiale radioattivo (scorie) dalla centrale al deposito è un problema sia tecnologico che sociale.
Solo energia elettrica. L'energia nucleare consente di produrre solo elettricità e non risolve appieno il problema dell'approvvigionamento energetico di un paese. L’elettricità soddisfa gran parte delle esigenze della società avanzata ma non tutte (es. carburanti per il trasporto, combustibili per il riscaldamento, ecc. )
Consuma molta acqua. Necessita infatti di un impianto di raffreddamento, il quale consuma molta acqua
Tecnologia capital intensive. Oltre ad essere caratterizzata da elevati costi iniziali, la tecnologia nucleare richiede anche un know-how (aggiornamento continuo) tecnologico nel paese sia per quanto riguarda la gestione delle centrali nucleari e sia per la gestione del ciclo del combustibile nucleare. Queste caratteristiche rendono più complesso il ricorso all'energia nucleare da parte dei paesi poveri, aumendo la dipendenza tecnologica dai paesi più sviluppati.
Sicurezza centrali nucleari. Le centrali nucleari richiedono un livello di sicurezza maggiore rispetto alle altri centrali elettriche poiché maggiori sono le conseguenze ambientali in caso di disastro o di incidente.
Conseguenze in caso di incidente. La storia ha già mostrato la gravità delle conseguenze degli incidenti alle centrali nucleari. Le radiazioni a cui la popolazione viene esposta causano un maggiore rischio di morte per leucemia e tumore
Proliferazione nucleare. Il ritrattamento del combustibile delle centrali elettriche consente di usare il plutonio per produrre le armi nucleari e la bomba atomica. Per tali ragioni il settore dell'energia nucleare è sottoposto a rigidi controlli da parte della comunità internazionale.
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LA BOMBA ATOMICA GLI INCIDENTI NUCLEARI
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