L'energia nucleare
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L'energia nucleare è una forma di energia, ricavata da modificazioni della struttura della materia. Grazie alla formula di Albert Einstein, E=m x (c x c), si può ricavare una piccola quantità di massa della materia che, moltiplicata per la velocità della luce alla seconda, genera una grandissima quantità di energia. Questa energia, durante la produzione, non inquina, ma seguentemente, durante il processo della eliminazione delle scorie, si inquina.
Ci sono due processi che generano energia nucleare: LA FISSIONE NUCLEARE Si ha fissione nucleare quando un nucleo pesante si scinde in due nuclei più piccoli di massa confrontabile. Questa trasformazione può avvenire spontaneamente, oppure può essere stimolata bombardando con neutroni un nucleo pesante, che in tal caso si dice fissile. Ne sono esempi l’uranio-235 e il plutonio-239. Quando un neutrone colpisce un nucleo di uranio-235, questo si scinde in due nuclei liberando moltissima energia, per ottenere la stessa energia bruciando metano ne servirebbero circa 1500 kg! I neutroni emessi all’interno della massa dell’uranio-235 possono urtare altri nuclei e provocarne la fissione con liberazione di altra energia e altri neutroni. Se la quantità di elemento radioattivo supera una certa massa detta critica, i neutroni prodotti sono in numero sufficiente a innescare una reazione a catena, cioè la fissione praticamente simultanea di tutti i nuclei fissili, che sfocia in un’esplosione nucleare. La massa critica del plutonio-239, per esempio, è pari a circa 15 kg, ma se l’elemento è particolarmente compresso può scendere fino a 5 kg, corrispondente a una sfera delle dimensioni di un’arancia. (video sulla fissione nucleare) LA FUSIONE NUCLEARE La fusione nucleare è il processo inverso della fissione nucleare, durante esse si uniscono due nuclei di atomi leggeri, per formare nuclei più pesanti. Unendo due nuclei di atomo di trizio e di deuterio, si genera energia. Finora gli scenziati hanno trovato un solo modo per generare energia nucleare, cioè in un modo non contyrollato, quindi causando conseguenze greavi, come la bomba ad idrogeno. |
IL FUNZIONAMENTO DELLE CENTRALI ELETTRONUCLEARI
Nelle centrali elettronucleari la produzione del vapore, per azionare la turbina, si compie nel reattore nucleare. La parte fondamentale di quest'ultimo é il nocciolo, costituito da cilindretti di uranio in cui viene inserito il combustibile nucleare.
All'interno del nocciolo viene innescato il processo di fissione nucleare controllato che produce il calore necessario a scaldare l'acqua e trasformarla in vapore ad alta pressione. Il vapore viene convogliato sulla turbina che ruotando trasmette la sua energia meccanica all'alternatore che a sua volta la trasforma in energia elettrica grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Il controllo del processo di fissione avviene attraverso le barre di controllo, le quali si inseriscono nel reattore per regolarne la potenza e, all'occorrenza, per spegnerlo.
Il reattore deve avere una struttura in grado di non lasciare fuoriuscire le sostanze radioattive che si sprigionano durante il processo di fissione. Il reattore è inserito in un cilindro d'acciaio inossidabile posto all'interno di un contenitore in cemento armato dello spessore di almeno un metro.
Nelle centrali elettronucleari la produzione del vapore, per azionare la turbina, si compie nel reattore nucleare. La parte fondamentale di quest'ultimo é il nocciolo, costituito da cilindretti di uranio in cui viene inserito il combustibile nucleare.
All'interno del nocciolo viene innescato il processo di fissione nucleare controllato che produce il calore necessario a scaldare l'acqua e trasformarla in vapore ad alta pressione. Il vapore viene convogliato sulla turbina che ruotando trasmette la sua energia meccanica all'alternatore che a sua volta la trasforma in energia elettrica grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Il controllo del processo di fissione avviene attraverso le barre di controllo, le quali si inseriscono nel reattore per regolarne la potenza e, all'occorrenza, per spegnerlo.
Il reattore deve avere una struttura in grado di non lasciare fuoriuscire le sostanze radioattive che si sprigionano durante il processo di fissione. Il reattore è inserito in un cilindro d'acciaio inossidabile posto all'interno di un contenitore in cemento armato dello spessore di almeno un metro.
I vantaggi della centrale nucleare
l vantaggio principale dell'energia nucleare consiste nella produzione di energia elettrica a ciclo continuo per prolungati periodi di tempo. Complessivamente i vantaggi dell'energia nucleare sono i seguenti:
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 a ciclo continuo.
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.
Approvvigionamento energetico. L'energia nucleare riduce la dipendenza dall'estero nell'approvvigionamento energetico, in quanto consente di produrre una parte dell'energia elettrica altrimenti prodotta importando gas, carbone o petrolio.
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 a ciclo continuo.
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.
Approvvigionamento energetico. L'energia nucleare riduce la dipendenza dall'estero nell'approvvigionamento energetico, in quanto consente di produrre una parte dell'energia elettrica altrimenti prodotta importando gas, carbone o petrolio.
LA QUESTIONE NUCLEARE
Un grave problema legato allo sfruttamento dell'energia nucleare è quello dello smaltimento delle scorie radioattive prodotte dalle centrali.
Fin dall'inizio dell'era del nucleare gli scienziati hanno cercato delle risposte al problema dello smaltimento delle scorie.
Sono state scartate proposte che riguardavano il loro seppellimento sotto gli strati di ghiaccio dell'Antartide o nei fondali oceanici più profondo, o nello spazio.Attualmente la soluzione più adatta sembra quella di seppellire le scorie in dei depositi scavati nella roccia a centinaia di metri di profondità.
I problemi che si presentano essenzialmente sono due: il comportamento delle acque sotterranee che potrebbero compromettere l'isolamento dei depositi e l'instabilità del terreno in seguito a movimenti sismici o ad attività vulcanica.
Nessuno scienziato e1 in grado di indicare oggi un luogo che dovrà rimanere inviolato per migliaia di anni.
Le forti opposizioni delle popolazioni locali, hanno impedito finora l'inizio dello smaltimento dei materiali più pericolosi.
Fin dall'inizio dell'era del nucleare gli scienziati hanno cercato delle risposte al problema dello smaltimento delle scorie.
Sono state scartate proposte che riguardavano il loro seppellimento sotto gli strati di ghiaccio dell'Antartide o nei fondali oceanici più profondo, o nello spazio.Attualmente la soluzione più adatta sembra quella di seppellire le scorie in dei depositi scavati nella roccia a centinaia di metri di profondità.
I problemi che si presentano essenzialmente sono due: il comportamento delle acque sotterranee che potrebbero compromettere l'isolamento dei depositi e l'instabilità del terreno in seguito a movimenti sismici o ad attività vulcanica.
Nessuno scienziato e1 in grado di indicare oggi un luogo che dovrà rimanere inviolato per migliaia di anni.
Le forti opposizioni delle popolazioni locali, hanno impedito finora l'inizio dello smaltimento dei materiali più pericolosi.
