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LA CENTRALE NUCLEARE Storia reattori nucleari Il primo reattore nucleare di costruzione umana è quello realizzato dall'équipe di Enrico Fermi a Chicago,

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2 LA CENTRALE NUCLEARE

3 Storia reattori nucleari Il primo reattore nucleare di costruzione umana è quello realizzato dall'équipe di Enrico Fermi a Chicago, nel reattore CP-1, in cui si ottenne la prima reazione a catena controllata il 2 dicembre Come i successori della filiera sovietica, era un reattore del tipo acqua-grafite, in cui il raffreddamento del nocciolo veniva assicurato da acqua leggera e la moderazione dei neutroni da blocchi di grafite, ottimo conduttore del calore oltre che efficace moderatore del flusso neutronico. Nel 1954 il reattore BORAX divenne critico, ma non avendo turbine, non produceva energia elettrica. Dopo l'aggiunta delle turbine nel 1955 questo iniziò a produrre commercialmente energia elettrica, fornendo la cittadina che lo ospitava (Arco, Idaho, USA), se pure in piccola quantità.

4 Borax, a differenza del predecessore e del successore, era di tipo BWR (Boiling Water Reactor, o reattore ad acqua leggera bollente, in cui il fluido di raffreddamento è acqua leggera). Nel 1956, infine, parte il primo reattore commerciale di grande potenza, e quindi economicamente significativo, quello di Calder Hall, in Cumbria, Regno Unito del tipo gas-grafite. In Italia, la prima centrale fu quella di Latina, critica (cioè "accesa") il 27 dicembre 1962, seguita da quella del Garigliano (1963), e da quella di Trino Vercellese (1964). L'IAEA a giugno 2008 elencava 439 reattori nucleari a fissione in attività e 34 in costruzione destinati alla produzione di energia, soprattutto in oriente (Cina, India, Russia, Korea).

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6 Cosè la Fusione? La fusione è il processo nucleare che alimenta il Sole e le altre stelle infatti è un fenomeno di gran lunga più frequente in natura, consistente nell'unione dei nuclei di due atomi leggeri, con il numero di atomi uguale a quelli dell'idrogeno, deuterio e trizio, in uno più pesante. In questo tipo di reazione il nuovo nucleo costituito ed il neutrone liberato hanno una massa totale minore della somma delle masse dei reagenti con conseguente liberazione di un'elevata quantità di energia che conferisce al processo caratteristiche fortemente esotermiche.

7 I due tipi di fusione La fusione nucleare, nei processi terrestri, è usata in forma incontrollata per le bombe a idrogeno e, in forma controllata, nei reattori a fusione termonucleare, ancora in fase sperimentale. controllata incontrollata

8 Fusione tra due atomi Affinché avvenga una fusione tra due nuclei, questi devono essere sufficientemente vicini in modo da permettere che la forza nucleare forte predomini sulla repulsione coulombiana (i due nuclei hanno carica elettrica positiva e quindi si respingono): ciò avviene a distanze molto piccole.

9 La fusione di due nuclei di idrogeno, cioè di due protoni, non genera un nucleo stabile. Infatti perfino le intensissime forze nucleari non sono in grado di tenere insieme due protoni solamente, per via della enorme forza repulsiva tra di essi. Fortunatamente esiste una seconda forza nucleare. E' molto meno intensa e perciò viene chiamata forza nucleare debole. Essa rende possibili processi altrimenti vietati. La prima indicazione circa l'esistenza di una seconda forza nucleare venne dall'osservazione che un neutrone isolato non è stabile. Dopo circa 15 minuti esso spontaneamente si trasforma in un protone più un elettrone, più un'altra particella molto elusiva chiamata antineutrino elettronico.

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11 Reattore nucleare a fissione Un reattore nucleare a fissione è un sistema complesso in grado di gestire una reazione a catena in modo controllato. Viene utilizzato come componente base nelle centrali nucleari che possono contenere più reattori nucleari nello stesso luogo. Esistono reattori nucleari di ricerca, nei quali l'energia prodotta è trascurabile e reattori di potenza, utilizzati dalle centrali nucleari nei quali l'energia termica prodotta sotto forma di vapore acqueo viene convertita in energia elettrica attraverso turbine e alternatori.

12 Allo stato attuale tutti i reattori nucleari si basano sul processo di fissione nucleare sebbene vi siano importanti studi su reattori a fusione nucleare che in futuro dovrebbero sostituire o affiancare gli attuali reattori a fissione. La fissione o scissione nucleare consiste nella disintegrazione del nucleo dell'atomo di alcuni elementi, detti fissili (Uranio), per mezzo di piccolissime particelle (Neutroni) che lo colpiscono e lo spezzano in due nuclei più leggeri ( Cripton e Bario ) e in qualche neutrone. La "somma" dei prodotti della fissione hanno una massa più piccola di quella del nucleo originale: ciò significa che, durante il processo, una parte della materia si è trasformata in energia. Durante la fissione si liberano altri neutroni capaci, a loro volta, di colpire nuovi nuclei, e così via: si innesta una reazione a catena che deve però essere tenuta sotto costante controllo (altrimenti.....bumm!!! ).

13 Bibliografia Wiki pedia Fatto da: Simone C. Marco F. Ermand L. Marco O.


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