L’energia nucleare
L’energia nucleare è una discussa fonte energetica. Essa deriva da due processi : la fissione e la fusione nucleari. Il primo lascia ancora irrisolti numerosi problemi di sicurezza legati ai rifiuti radioattivi, il secondo, che consentirebbe di produrre una preziosa energia “pulita”, è ancora a livello di studi e ricerche.
L’ATOMO E LA SUA ENERGIA
L’energia nucleare è la forma di energia posseduta dagli atomi che compongono la materi. Ciascun atomo è costituito da un nucleo composto da protoni, con carica elettrica positiva, e neutroni, elettricamente neutri, strettamente legati tra loro. Intorno al nucleo ruotano gli elettroni, che possiedono carica elettrica negativa. Vi sono due procedimenti diversi per produrre energia direttamente dagli atomi: si può scindere, cioè dividere, un nucleo pesante in due più leggeri (fissione), oppure si possono fondere insieme due nuclei leggeri per ottenerne uno più pesante (fusione). Entrambi i procedimenti provocano la liberazione di grandi quantità di energia, perché, in queste reazioni, una parte delle masse di partenza scompare, trasformandosi completamente in energia
L’URANIO, UN MATERIALE FISSILE
L’uranio è un elemento radioattivo (cioè che si disintegra spontaneamente, emettendo radiazioni) che si trova in natura. I minerali che lo contengono, una volta estratti dalla miniera, subiscono una serie di lavorazioni volte a produrre un combustibile da utilizzare nei reattori per scopi energetici. Una fase di questi trattamenti si chiama arricchimento: un processo attraverso il quale viene aumentata, nell’uranio naturale, la percentuale del suo isotopo fissile, cioè l’U235. Questo procedimento è necessario perché l’isotopo più abbondante contenuto nel minerale è costituito dall’U238, che non si scinde facilmente. Se un neutrone, proveniente dall’esterno, urta il nucleo di un atomo di uranio, quest’ultimo si disintegra. Questo fenomeno si definisce fissione, in quanto si verifica una “rottura”. Dal nucleo disintegrato si liberano in media due o tre neutroni che, colpendo altri nuclei di uranio, generano una reazione a catena, producendo energia sotto forma di calore. Questo avviene perché, con la scissione di un nucleo di uranio in due nuclei più leggeri, parte della massa si trasforma in energia.
IL DECADIMENTO RADIOATTIVO E IL PROBLEMA DELLE SCORIE
Le sostanze radioattive, dopo il loro utilizzo per la fissione, producono elementi che possiedono ancora proprietà radioattive. Queste subiscono nel tempo una serie di trasformazioni che vengono definite decadimento radioattivo, in quanto portano alla formazione di sostanza prive di radioattività. Perché una sostanza radioattiva non presenti più rischi dell’uomo, deve trascorrere un periodo pari a venti volte il suo tempo di dimezzamento, cioè il tempo necessario affinché la metà dei nuclei di una sostanza radioattiva si trasformi. Questo intervallo di tempo può variare da qualche secondo fino ad alcune decine di migliaia di anni. Negli impianti nucleari, e soprattutto in quelli di ritrattamento, si producono rifiuti radioattivi. Queste scorie vanno conservate evitando che entrino in contatto con l’ambiente esterno, finché conservano la loro radioattività. Per affrontare il problema dei rifiuti a vita lunga è necessario concentrare le scorie, e successivamente conservarle, se liquide, in appositi contenitori, costantemente ventilati e raffreddati, o, se solide, inglobandole in materiali particolari come il vetro e la ceramica. Rimane comunque ancora aperto il problema legato alla scelta del luogo più adatto per depositare questi residui pericolosi. Si parla, per esempio, di interrarli a grandi profondità, in zone geologicamente stabili.
ENERGIA DALLA FUSIONE
Un altro sistema che consentirebbe di ricavare una grande quantità di energia dall’atomo è la fusione nucleare. Diversamente da quanto accade con la fissione, il processo di fusione consiste nell’unione di due nuclei leggeri che, urtandosi ad altissima velocità e in condizioni di temperatura assai elevate, si fondono, formando un nucleo più pesante. Il processo di fusione si verifica in modo naturale, nelle stelle e in particolare nel Sole, dove la materia raggiunge temperature altissime e subisce profonde modificazioni, consentendo ai nuclei di idrogeno di unirsi tra loro. Si genera, così, una grande quantità di energia che raggiunge la Terra sotto forma di radiazioni luminose e termiche. Per riprodurre artificialmente questo processo in un reattore vengono utilizzati due isopoti dell’idrogeno: il deuterio e il tizio. Essi urtandosi a forte velocità, si fondono e producono un’enorme quantità di energia. Un chilogrammo di deuterio produce, infatti, una quantità di energia pari a 10.000 tonnellate di carbone. La fusione sembrerebbe una fonte di energia “pulita”, in quanto non produce scorie radioattive , tuttavia le tecniche per la generazione delle altissime temperature necessarie a produrre energia sono ancora a livello sperimentale.
Fonte: wikipedia.it