FONTI DI ENERGIA NUCLEARE Lavoro di Bartesaghi, Bellotti, Denova, Valsecchi.

Il rapido sviluppo della fisica atomica dell’ultimo secolo ha suggerito l’idea di ricavare energia dai processi che operano a livello nucleare. Le operazioni perseguibili per arrivare a tale scopo sono 2: fusione e fissione. Tuttavia, a livello pratico, si segue il processo di fissione.

LA FISSIONE NUCLEARE La possibilità di ricavare energia dai minerali radioattivi contenuti in rocce magmatiche era stata intuita con la scoperta della radioattività naturale. Il pioniere dello studio della fissione nucleare fu Enrico Fermi che verso la metà degli anni ‘30 scoprì e studiò una reazione nella quale il nucleo di un elemento pesante si scinde in elementi più piccoli (frammenti di fissione) liberando energia nel processo.

Nell’animazione è rappresentato un isotopo di 235U che viene colpito da un neutrone, stimolandone la fissione. I nuclei degli elementi più leggeri prodotti sono instabili; quindi emettono anch’essi neutroni che vanno a colpire altri nuclei dando il via ad una reazione a catena.

Fu lo stesso Fermi nel 1942 a creare il primo prototipo di reattore nucleare di fissione.

Produrre energia elettrica dalla fissione nucleare

La fusione nucleare La fusione nucleare è il processo di reazione nucleare attraverso il quale i nuclei di due o più atomi vengono avvicinati a tal punto da unirsi tra loro generando il nucleo di un elemento e uno o più neutroni liberi. È un processo migliore della fissione poiché non produce scorie ma con le odierne tecnologie è irrealizzabile a causa delle elevate temperature richieste. La fusione nucleare avviene nel Sole e nelle stelle.

Combustibili nucleari Il principale combustibile nucleare è l’uranio. Questo si trova in alcuni minerali naturali ed è un miscuglio di 3 isotopi: 234U, 235U, 238U. L’uranio immagazzinato nella crosta terrestre è in basse percentuali di concentrazione, ma è molto diffuso; si trova in minime quantità nelle rocce magmatiche intrusive granitiche e nei filoni pegmatitici e idrotermali (uraninite UO2).

La formazione dei giacimenti di uranio richiede, oltre alla presenza di grandi batoliti granitici: processo naturale di arricchimento del minerale attraverso l’alterazione del granito; trasporto in soluzione dell’uranio e la sua deposizione come incrostazione o come impregnazione di sabbie

I combustibili nucleari, quindi, rientrano tra le fonti di energia non rinnovabili. Grafici riguardanti la presenza di giacimenti di uranio nel mondo

Se la quantità di materiale di partenza superasse un certo valore, la reazione può procedere in modo istantaneo ed incontrollato, liberando un’enorme quantità di energia con una gigantesca esplosione, come nel caso di Chernobyl. I problemi

Un altro problema molto serio è lo smaltimento delle scorie radioattive, le quali vengono riposte in depositi sotterranei, o sottomarini, profondi diverse centinaia di metri.

I mal utilizzi Dopo le esplosioni di Hiroshima e Nagasaki, vi fu la corsa agli armamenti di ordigni atomici delle più potenti nazioni del tempo, che portarono alla Guerra Fredda. Tutt’ora persistono tensioni diplomatiche riguardanti la ricerca e la sperimentazione di queste armi.