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Il primo scienziato ad ipotizzare che modificando la materia si può ottenere energia fu Albert Einstein che elaborò la famosa formula:
E=MXC2
Questa teoria, che appena enunciata apparve assolutamente fantastica, al giorno d’oggi è universalmente accettata, in quanto è stata verificata sperimentalmente. Nel1934, nel laboratorio di Fisica Nucleare di via Panisperna a Roma; un gruppo di scienziati italiani, sotto la guida del fisico Enrico Fermi, tra quali si distingueva la figura del fisiico catanese Ettore Majorana, scomparso misteriosamente nel 1938); sperimentarono il bombardamento di nuclei atomici mediante i neutroni; La scoperta della fissione nucleare risale al 1939, quando dei chimici tedeschi, Otto Hahn, Fritz Strassmann e la fisica austriaca Lise Meitner (prendendo spunto dagli esperimenti di Fermi del 1934), riuscirono a dividere un nucleo di uranio in due parti pressoché uguali tramite bombardamento con neutroni. Il processo di fissione per produrre energia nucleare fu ottenuto per la prima volta a Chicago il 2 dicembre 1942, da un gruppo di scienziati coordinati da Enrico Fermi, dando luogo alla prima reazione a catena controllata. Il dispositivo fu chiamato pila atomica o reattore nucleare e fu subito utilizzato per costruire la bomba A, cioè la bomba atomica,fatta esplodere su Hiroschima e Nagasaki (1945).
Tutta la materia esistente nell'Universo, esseri viventi compresi, è costituita da molecole, che a loro volta sono formata da atomi strutture di forma rozzamente sferica.
Gli atomi potrebbero essere descritti, in un modo superficiale, così: un nucleo centrale costituito da un certo numero di protoni di carica elettrica positiva e di neutroni, di carica neutra (non necessariamente in quantità eguali), ad una grande distanza ruotano gli elettroni di carica negativa.
La trasformazione della massa in energia, avviene appunto nel nucleo.
Due sono i processi fondamentali per ottenere energia nucleare: la fissione e la fusione nucleare, uno l’opposto dell’altro:
Fissione Nucleare
Per provocare la fissione atomica di un atomo pesante come quello di uranio o quello plutonio, occorre bombardare il nucleo con neutroni ad alta velocità. Il nucleo colpito assorbe il neutrone, e si divide in due nuclei di altri elementi (bario 142 e cripton 91), che e sono radioattivi,liberando 2, 3 neutroni.
Se, a loro volta, essi colpiscono un nucleo di 235U lo rompono. E così si avvia una reazione a catena che libera una quantità di energia. Si tratta di una reazione a catena, che una volta innescata continua da sola liberando quantità sempre crescenti di energia. Dopo la reazione gli elementi usati che sono molto fertili danno origine ad altri elementi fissili: (plutonio, torio, nettunio...)
L'energia può essere liberata istantaneamente, come avviene in una bomba atomica, o fluire in modo regolare e controllato, come avviene in un reattore nucleare per la produzione di energia elettrica per la quale è sufficiente un arricchimento dell’uranio al 3%.
Fusione Nucleare
La fusione avviene naturalmente nel Sole e nelle stelle a milioni di gradi e consiste nell’unione di due nuclei leggeri, quelli dell’idrogeno per formare un nucleo pesante: l’elio.
Fondendo un nucleo di deuterio (2 neutroni) con un nucleo di trizio (3 neutroni) si ottiene un nucleo di ELIO (4 neutroni) e appunto la differenza (1 neutrone) che genera una reazione incontrollabile.
Sulla terra gli scienziati sono riusciti a realizzare la fusione nucleare solo in forma non controllata, la fusione di due nuclei di deuterio e tritio, si può ottenere solo a temperature di almeno 100 000 000° C, per cui non si è ancora potuto ottenere un uso pratico di tale processo;. Attualmente la fusione viene utilizzata solo per la produzione di micidiali ordigni nucleari (bombe H o ad idrogeno).
In Francia è partito il progetto ITER per la produzione della Fusione a Freddo (senza calore) che condurrà entro 30-40 anni alla realizzazione delle centrali nucleari a fusione ( progetto DEMO).
“ La centrale termonucleare”
La parte più importante della centrale è il reattore nucleare.
Il reattore BWR (Boiling Water Reactor) o PWR (Pressurizzater Water Reactor), è composto da una parte centrale che prende il nome di nocciolo, dove avviene la fissione.
Il reattore viene caricato con degli elementi combustibili (o barre) che contengono pastiglie cilindriche di U235 (materiale fissile più usato).
Durante il processo di fissione il calore prodotto viene controllato da barre di controllo (di minio e cadmio), che rallentano il processo. Il reattore è protetto da una campana di rivestimento + 1 sistema di raffreddamento in cui circola acqua.
L’acqua trasformata in vapore mette in azione una turbina collegata con un alternatore che produce energia elettrica.
Il vapore viene convogliato sulla turbina che ruotando trasmette la sua energia meccanica all'alternatore che a sua volta la trasforma in energia elettrica.
Dopo l’incidente di Chernobyl del 1986, in seguito ad un referendum, in Italia sono state chiuse tutte le centrali, mentre nel resto dell’Europa ci sono molti Impianti produttivi. La fissione non è inquinante e potrebbe risolvere tutti i problemi legati all’energia, il costo di produzione di un kWh elettrico di origine nucleare è inferiore a quello di ogni altra fonte rinnovabile e non rinnovabile, ma molto pericolose sono le eventuali fughe di materiale radioattivo e le scorie radioattive, prodotto di rifiuto, atomi radioattivi che impiegano 4 miliardi di anni per diventare stabili.
PROBLEMI DEL NUCLEARE
A parità di elettricità prodotta, l'energia nucleare fornisce risorse a minor impatto ambientale. Infatti, non è fonte di emissioni inquinanti, responsabili dell'effetto serra.
Il problema ambientale delle centrali nucleari è però costituito dalla rischiosità del processo in caso di incidente e di fuga di materiale radioattivo (Chernobyl) o in caso di gravi calamità naturali disastro di Fukushima del 2011).
Un altro problema è quello delle scorie radioattive, (prodotti di fissione: cesio, stronzio, iodio, rubidio....) questo materiale, emette delle radiazioni penetranti ed è molto radiotossico (una centrale ha un contenuto radioattivo di un miliardo di curie), prodotto di rifiuto, atomi radioattivi che impiegano 4 miliardi di anni per diventare stabili e sono pericolosissime; oggi le scorie sono collocate in cassoni di cemento armato, e spesso vengono sepolte in fondo agli oceani o in grandi depositi sotterranei geologicamente stabili, ma rimangono tali per migliaia di anni.
Politicamente le centrali nucleari sono potenzialmente pericolose se lasciate in mano a paesi interessati alla proliferazione militare.
Sono circa 445 le centrali attive nel mondo. I paesi con maggiore presenza di reattori nucleari sono i seguenti:
Le Radiazioni
Fonte: http://www.wordgif.altervista.org/alterpages/files/energianucleare.doc
Sito web da visitare: http://www.wordgif.altervista.org/
Autore del testo: non indicato nel documento di origine
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