Nuclei atomici ed energia nucleare. Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo:Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo: un nucleo.

Presentazione sul tema: "Nuclei atomici ed energia nucleare. Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo:Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo: un nucleo."— Transcript della presentazione:

1 Nuclei atomici ed energia nucleare

2 Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo:Nel 1911 Rutherford presentò il suo modello di atomo: un nucleo centrale carico positivamente circondato da elettroni su orbite circolari; Un po di storia + e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e-

3 La scoperta del neutrone (1/2) Nel 1932 Chadwick analizzò i risultati degli esperimenti effettuati da:Nel 1932 Chadwick analizzò i risultati degli esperimenti effettuati da: paraffinaparaffina Po-Be ? p Po Be α ? Bothe - Becker Joliot - Curie La radiazione misteriosa non veniva deviata da campi magnetici e quindi era di carica elettrica = 0La radiazione misteriosa non veniva deviata da campi magnetici e quindi era di carica elettrica = 0

4 La scoperta del neutrone (2/2) Chadwick verificò il principio di conservazione della quantità di moto misurando le velocità di rimbalzo dei protoni e dei nuclei di N 14 dopo un urto (supposto elastico) con la radiazione misteriosa:Chadwick verificò il principio di conservazione della quantità di moto misurando le velocità di rimbalzo dei protoni e dei nuclei di N 14 dopo un urto (supposto elastico) con la radiazione misteriosa: La massa della particella misteriosa era molto simile a quella del protone ed essendo di carica neutra ebbe il nome di neutrone.La massa della particella misteriosa era molto simile a quella del protone ed essendo di carica neutra ebbe il nome di neutrone. Le velocità misurate sono v p = 3,3 x 10 9 m/s v N 14 = 4,7 x 10 8 m/s Il nucleo è composto da protoni e neutroni

5 Struttura dellatomo (1/2) Gli atomi sono composti da: un nucleo centrale contenente la quasi totalità della loro massa ripartita fra protoni (+) e neutroni; una nube di elettroni (-) che circonda il nucleo; Il numero di elettroni carichi negativamente che ruotano attorno al nucleo dell'atomo è pari al numero di protoni carichi positivamente dentro il nucleo così che gli atomi in natura sono elettricamente neutri.

6 Struttura dellatomo (2/2) Il numero di protoni presenti nel nucleo (numero atomico Z), determina le caratteristiche chimico fisiche dellatomo; Gli atomi con uguale Z si comportano allo stesso modo e sono classificati come elemento; Gli elementi sono ordinati in una tavola periodica (finora sono stati individuati 115 elementi);

7 Struttura del nucleo (1/5) I costituenti del nucleo sono i nucleoni che si presentano in 2 forme distinte: Protoni (1906 - Thomson):Protoni (1906 - Thomson): particelle stabili di carica elettrica positiva unitariaparticelle stabili di carica elettrica positiva unitaria m p = 1,6727·10 -27 kgm p = 1,6727·10 -27 kg Neutroni (1932 - Chadwick ):Neutroni (1932 - Chadwick ): particelle instabili prive di carica elettricaparticelle instabili prive di carica elettrica m n = 1,6749·10 -27 kgm n = 1,6749·10 -27 kg

8 Unità di misura della massa U.m.a (Unità di Massa Atomica) è pari a 1/12 m C 12U.m.a (Unità di Massa Atomica) è pari a 1/12 m C 12 1 uma = 1,66056 · 10 -27 kg1 uma = 1,66056 · 10 -27 kg ElettronVolt (eV) è la quantità di energia acquisita da 1 e - che si muove sotto la differenza di potenziale di 1 Volt:ElettronVolt (eV) è la quantità di energia acquisita da 1 e - che si muove sotto la differenza di potenziale di 1 Volt: 1 eV = 1,602 · 10 -19 J1 eV = 1,602 · 10 -19 J Dalla equivalenza fra massa ed energia E = mc 2, si ottiene che m = E/c 2Dalla equivalenza fra massa ed energia E = mc 2, si ottiene che m = E/c 2 m p = 1,00727 uma = 1,6726·10 -27 kg = 938,27 MeV/c 2m p = 1,00727 uma = 1,6726·10 -27 kg = 938,27 MeV/c 2 m n = 1,00867 uma = 1,6749·10 -27 kg = 939,57 MeV/c 2m n = 1,00867 uma = 1,6749·10 -27 kg = 939,57 MeV/c 2 m e = 5,486·10 -4 uma = 9,11·10 -31 kg = 0,511 MeV/c 2m e = 5,486·10 -4 uma = 9,11·10 -31 kg = 0,511 MeV/c 2

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10 Struttura del nucleo (2/5) Il numero ottenuto sommando protoni e neutroni, si chiama numero di massa e si indica con A;Il numero ottenuto sommando protoni e neutroni, si chiama numero di massa e si indica con A; Ogni specie nucleare individuata da Z ed A è detta nuclide;Ogni specie nucleare individuata da Z ed A è detta nuclide; Gli atomi di uno stesso elemento che hanno uguale Z, ma differiscono per il numero di neutroni contenuti nel nucleo, sono detti isotopi;Gli atomi di uno stesso elemento che hanno uguale Z, ma differiscono per il numero di neutroni contenuti nel nucleo, sono detti isotopi; Due o più nuclei aventi uguale numero di massa A, ma diverso Z si dicono isobari ( 2 He 6, 3 Li 6, 4 Be 6 );Due o più nuclei aventi uguale numero di massa A, ma diverso Z si dicono isobari ( 2 He 6, 3 Li 6, 4 Be 6 ); I nuclei aventi uguale numero di neutroni ma diverso numero di protoni si dicono isotoni ( 6 C 14, 7 N 15, 8 O 16 tutti con 8 neutroni);I nuclei aventi uguale numero di neutroni ma diverso numero di protoni si dicono isotoni ( 6 C 14, 7 N 15, 8 O 16 tutti con 8 neutroni); + - + - + - Idrogeno 1 H 1 Trizio 1 H 3 Deuterio 1 H 2 Numero atomico Z Numero di massa A

11 Il raggio di un nucleo è: r 0 ~ 1.2·10 -15 m. Struttura del nucleo (3/5) Nucleo 10 -10 m Protoni Neutroni 10 -14 m 10 -15 m Quarks Nucleone e-e- Atomo Nucleo Schema non in scala Per le proporzioni: se il nucleone fosse un pallone da calcio a 5 (raggio ~ 9.5 cm) messo nel cerchio di centrocampo, il limite del nucleo sarebbe a ~ 1 m di distanza, mentre lorbita elettronica sarebbe a 10 km…

12 Struttura del nucleo (4/5) Per la legge di Coulomb - F attrattiva per cariche di segno opposto - F repulsiva altrimenti I protoni interni al nucleo (r =4·10 -15 m) esercitano una forza elettromagnetica repulsiva pari a ~ 14 N;I protoni interni al nucleo (r =4·10 -15 m) esercitano una forza elettromagnetica repulsiva pari a ~ 14 N; p ed e - hanno carica Q 1 = Q 2 = 1.6·10 -19 Cp ed e - hanno carica Q 1 = Q 2 = 1.6·10 -19 C ε = 8.9 ·10 -12 C 2 /Nm 2ε = 8.9 ·10 -12 C 2 /Nm 2 Forza repulsiva 10 2 cioè almeno100 volte più intensa di quella attrattiva che lega e - al nucleo;Forza repulsiva 10 2 cioè almeno100 volte più intensa di quella attrattiva che lega e - al nucleo; Questa forza se non bilanciata da forze di tipo attrattivo, renderebbe impossibile lesistenza del nucleo;Questa forza se non bilanciata da forze di tipo attrattivo, renderebbe impossibile lesistenza del nucleo;

13 Esiste fra i nucleoni una forza attrattiva dettaforza forte che:Esiste fra i nucleoni una forza attrattiva dettaforza forte che: Non dipende dalla carica elettrica;Non dipende dalla carica elettrica; Non è percepita da altre particelle (es. elettroni);Non è percepita da altre particelle (es. elettroni); A distanze brevi è molto più intensa della forza di Coulomb;A distanze brevi è molto più intensa della forza di Coulomb; A distanze atomiche (10 -12 m) è trascurabile;A distanze atomiche (10 -12 m) è trascurabile; Struttura del nucleo (5/5)

14 Di nuovo storia (1/3) Nel 1930 la reazione nucleare di trasformazione di un protone in un n e in un positroneNel 1930 la reazione nucleare di trasformazione di un protone in un n e in un positrone pn+e +pn+e + sembrava violare i principi di conservazione di energia e quantità di moto; Dirac postulò lesistenza del NEUTRINO, una particella senza massa e senza carica emessa nella reazione, la cui espressione corretta divenne:Dirac postulò lesistenza del NEUTRINO, una particella senza massa e senza carica emessa nella reazione, la cui espressione corretta divenne: pn+e + +νpn+e + +ν Il neutrino fu osservato da Cowan e Reines nel 1953;Il neutrino fu osservato da Cowan e Reines nel 1953; Nel 1933 Fermi ipotizzò lesistenza di una nuova interazione che regolasse anche la reazione precedente:Nel 1933 Fermi ipotizzò lesistenza di una nuova interazione che regolasse anche la reazione precedente: La forza debole che è la responsabile del fatto che le particelle tendano a trasformarsi (decadere) in particelle di minore massa.

15 Difetto di massa (1/2) Il deuterio, isotopo dellH (con 1 protone ed 1 neutrone) ha massaIl deuterio, isotopo dellH (con 1 protone ed 1 neutrone) ha massa m d = 3,3434·10 -27 kgm d = 3,3434·10 -27 kg Considerando le masse dei singoli nucleoni:Considerando le masse dei singoli nucleoni: m p + m n = (1,6726+ 1,6749) ·10 -27 kg = 3,3475 ·10 -27 kgm p + m n = (1,6726+ 1,6749) ·10 -27 kg = 3,3475 ·10 -27 kg (m p + m n ) – m d = 0,0041·10 -27 kg Che fine ha fatto questa quantità???

16 La massa di un nucleo qualsiasi è sempre inferiore alla somma delle masse dei nucleoni componenti. Nel caso appena visto m nuc < Zm p +Nm n Nel caso appena visto m nuc < Zm p +Nm n Questo è vero sempre ! Questa quantità mancante si chiama difetto di massadifetto di massa Dalla relatività: Equivalenza fra massa ed energia E=mc 2Equivalenza fra massa ed energia E=mc 2 Il difetto di massa è in relazione con l'energia e più precisamente con lenergia di legame Difetto di massa (2/2)

17 Energia di legame (1/2) Rappresenta la minima energia necessaria per separare il nucleo nei nucleoni componenti. Lenergia di legame per nucleone caratterizza la stabilità nucleare Maggiore è lenergia di legame per nucleone, più legati sono i nuclei (nuclei più stabili). Il nucleo di Fe in cui si ha il massimo valore della curva è il nucleo più stabile. Fusione Fissione

18 Nuclei con A inferiore al Fe tendono a unirsi (fondersi) per raggiungere una conformazione più stabile;Nuclei con A inferiore al Fe tendono a unirsi (fondersi) per raggiungere una conformazione più stabile; Nuclei con A superiore al Fe tendono a dividersi (fissionarsi) per raggiungere una conformazione più stabile;Nuclei con A superiore al Fe tendono a dividersi (fissionarsi) per raggiungere una conformazione più stabile; In entrambi i casi quando il nucleo originale si distrugge, si libera energia sotto forma di energia dei prodotti della reazione (reazioni esoenergetiche). Energia di legame (2/2)

19 Fissione nucleare (1/6) Reazione nucleare in seguito alla quale un nucleo si scinde in 2 frammenti di massa molto simile fra loro, producendo neutroni, raggi β, raggi γ e liberando una grande quantità di energia sotto forma di energia cinetica dei prodotti di fissione.Reazione nucleare in seguito alla quale un nucleo si scinde in 2 frammenti di massa molto simile fra loro, producendo neutroni, raggi β, raggi γ e liberando una grande quantità di energia sotto forma di energia cinetica dei prodotti di fissione. 92 U 235 + n 52 Te 136 + 40 Cs 97 + 3n

20 Fissione nucleare (2/6) Dopo la scoperta del neutrone nel 1932, lo si iniziò a utilizzare per bombardare i vari nuclei e osservare i prodotti della reazione;Dopo la scoperta del neutrone nel 1932, lo si iniziò a utilizzare per bombardare i vari nuclei e osservare i prodotti della reazione; 13 Al 27 + n 13 Al 28 14 Si 28 + e - +υ* 13 Al 27 + n 13 Al 28 14 Si 28 + e - +υ* Nel 1934 Fermi lo usò per irraggiare nuclei più pesanti come lU: 92 U 235 + n Una sostanza radioattiva 92 U 235 + n Una sostanza radioattiva L. Meitner e O. Hahn, 2 fisici tedeschi, ipotizzarono che il nucleo di U bombardato con un neutrone si potesse dividere o fissionare in 2 nuclei di elementi differenti con Z pari a circa la metà di quello di U.L. Meitner e O. Hahn, 2 fisici tedeschi, ipotizzarono che il nucleo di U bombardato con un neutrone si potesse dividere o fissionare in 2 nuclei di elementi differenti con Z pari a circa la metà di quello di U. (Hahn prese il nobel per la fisica nel 1944, omettendo nelle sue pubblicazioni di essere giunto a quei risultati con laiuto Meitner…).(Hahn prese il nobel per la fisica nel 1944, omettendo nelle sue pubblicazioni di essere giunto a quei risultati con laiuto della Meitner…).

21 92 U 235 + n 92 U 236 37 Rb 93 + 55 Cs 141 + 2n Gli iniziali prodotti di fissione sono fortemente radioattivi e si trasformano (decadono) verso elementi isobari: 37 Rb 93 (6s) 38 Sr 93 (7m) 39 Y 93 (10h) 40 Zr 93 (10 6 y) 41 Nb 93 55 Cs 141 (25s) 56 Ba 141 (18m) 37 La 141 (4h) 58 Ce 141 (33d) 59 Pr 141 Questi prodotti sono le scorie radioattive dei reattori. Fissione nucleare (3/6) 92 U 235 n 92 U 236 + + 55 Cs 141 37 Rb 93 n n

22 Fissione nucleare (4/6) La somma delle masse dei prodotti di fissione è MINORE della massa del nucleo originale:La somma delle masse dei prodotti di fissione è MINORE della massa del nucleo originale: Ciò che manca si trasforma in energia:Ciò che manca si trasforma in energia: 85% energia cinetica dei prodotti di fissione;85% energia cinetica dei prodotti di fissione; 15% distribuito fra emissioni di raggi β e γ;15% distribuito fra emissioni di raggi β e γ; (β elettroni, γ radiazioni elettromagnetiche ad altissima frequenza, molto penetranti); Si produce ~ 1MeV/nucleoneSi produce ~ 1MeV/nucleone Dalla fissione di 1 kg di U 235 si ottengono 8,2 · 10 8 MJ:Dalla fissione di 1 kg di U 235 si ottengono 8,2 · 10 8 MJ: 1 kg di legno 16 MJ;1 kg di legno 16 MJ; 1 kg di petrolio 45 MJ;1 kg di petrolio 45 MJ; Sviluppa una potenza esplosiva pari a 20000 tonnellate di TNT;Sviluppa una potenza esplosiva pari a 20000 tonnellate di TNT; U 235 è solo lo 0,7% dellU naturale; si può agire per aumentare (arricchire) questa percentuale;U 235 è solo lo 0,7% dellU naturale; si può agire per aumentare (arricchire) questa percentuale;

23 Fissione nucleare (5/6) In ogni fissione sono prodotti in media 2,6 neutroni veloci;In ogni fissione sono prodotti in media 2,6 neutroni veloci; I neutroni una volta rallentati possono provocare la fissione negli altri nuclei e produrre altri k neutroni in una reazione a catena:I neutroni una volta rallentati possono provocare la fissione negli altri nuclei e produrre altri k neutroni in una reazione a catena: Se K<1 la reazione tende ad esaurirsi;Se K<1 la reazione tende ad esaurirsi; Se K=1 la reazione si autosostiene;Se K=1 la reazione si autosostiene; Se K>1 la reazione diventa esplosiva;Se K>1 la reazione diventa esplosiva; n n n n n n n n Esempio di reazione a catena

24 Fissione nucleare (6/6) Progetto Manhattan:Progetto Manhattan: Programma di ricerca per la realizzazione della bomba atomica negli USA, avviato nel 1942 da Roosevelt in risposta ai programmi di ricerca sulla fissione della Germania nazista;Programma di ricerca per la realizzazione della bomba atomica negli USA, avviato nel 1942 da Roosevelt in risposta ai programmi di ricerca sulla fissione della Germania nazista; A. Einstein (1879-1955), nel 1939 scrisse una lettera a Roosevelt per segnalare la preoccupante possibilità che i fisici nazisti realizzassero per primi la bomba atomicaA. Einstein (1879-1955), nel 1939 scrisse una lettera a Roosevelt per segnalare la preoccupante possibilità che i fisici nazisti realizzassero per primi la bomba atomica Vide coinvolti fra gli altri E. Fermi (1901- 1954), J. Von Neumann (1903-1957), R. Oppenheimer (1904 -1967);Vide coinvolti fra gli altri E. Fermi (1901- 1954), J. Von Neumann (1903-1957), R. Oppenheimer (1904 -1967); Per supportarlo vengono costruiti i laboratori di Los Alamos, Oak Ridge;Per supportarlo vengono costruiti i laboratori di Los Alamos, Oak Ridge; Nel dicembre 1942 a Chicago, Fermi ottiene la prima reazione di fissione a catena che si auto alimenta in una pila allU;Nel dicembre 1942 a Chicago, Fermi ottiene la prima reazione di fissione a catena che si auto alimenta in una pila allU; Nel Luglio del 1945 prima esplosione di un ordigno nucleare, nel deserto del New MexicoNel Luglio del 1945 prima esplosione di un ordigno nucleare, nel deserto del New Mexico

25 Prime applicazioni della fissione Erano bombe a fissione:Erano bombe a fissione: Little Boy - U 235 - lanciata il 06/08/45 su Hiroshima –Little Boy - U 235 - lanciata il 06/08/45 su Hiroshima – 75000 morti;75000 morti; Fat Man – Pt 239 - lanciata il 09/08/45 su Nagasaki –Fat Man – Pt 239 - lanciata il 09/08/45 su Nagasaki – 70000 morti;70000 morti;

26 In natura luranio radioattivo si trova per il 99,3% sotto forma di 238 U e per il restante 0,7% come 235 U.In natura luranio radioattivo si trova per il 99,3% sotto forma di 238 U e per il restante 0,7% come 235 U. Il moderatore della reazione può essere lacqua pesante ( 2 H 2 0), la grafite (come nellesperimento di Fermi) o lacqua semplice.Il moderatore della reazione può essere lacqua pesante ( 2 H 2 0), la grafite (come nellesperimento di Fermi) o lacqua semplice. In questultimo caso però la percentuale di 235 U deve essere aumentata (arricchimento delluranio).In questultimo caso però la percentuale di 235 U deve essere aumentata (arricchimento delluranio). Le centrali nucleari a fissione

27 Schema di una centrale nucleare

28 Fusione nucleare (1/5) La fusione nucleare è il processo attraverso il quale si producono nuclei di isotopi o di elementi più pesanti a partire dalla fusione di nuclei più leggeri.La fusione nucleare è il processo attraverso il quale si producono nuclei di isotopi o di elementi più pesanti a partire dalla fusione di nuclei più leggeri. ff 1 H 2 + 1 H 3 2 H 4 + n

29 Tale reazione esoenergetica prende il nome di fusione nucleare. La reazione di fusione avviene spontaneamente solo allinterno delle stelle, anzi la fusione è il processo fondamentale di produzione di energia nelle stelle. Infatti, per poter innescare il processo di fusione è necessario che i nuclei originari si avvicinino al di sotto della distanza di 10 -15 m (1 fm), vincendo la normale repulsione elettrostatica, che prevale a distanze r 0,5 fm. Per raggiungere lenergia sufficiente a fare ciò, i nuclei devono essere portati a temperature e a pressioni elevatissime, condizioni che si ritrovano in natura solo allinterno delle stelle. Fusione naturale (stellare)

30 In queste condizioni, la materia si presenta allo stato di plasma, in cui gli atomi sono completamente ionizzati, vale a dire hanno perso tutti i loro elettroni. Da tempo gli scienziati stanno cercando di riprodurre in laboratorio un processo di fusione nucleare controllata, che però incontra due problemi principali: innescare lignizione del combustibile nucleare, per la quale si stima di dover arrivare a temperature almeno intorno a 100 milioni di gradi, e confinare il plasma che si produce. Una tecnica promettente è quella del tokamak, in cui il plasma, riscaldato con dispositivi a radiofrequenza, è mantenuto confinato da intensissimi campi magnetici. Fusione artificiale (tokamak)

31 Il JET (Joint European Torus), costruito nei pressi di Oxford, è un esperimento che fa parte del programma della U.E. sullenergia nucleare. In esso è possibile portare uno stato di plasma alla temperatura di 200 milioni di gradi. In questo apparato è stata realizzata, ma soltanto per alcuni secondi, la fusione nucleare di una miscela di deuterio e trizio, anche se il bilancio energetico del processo non è ancora in attivo: lenergia spesa per raggiungere la temperatura necessaria è infatti uguale a quella prodotta. Nellimmagine seguente è visibile la camera a vuoto di forma toroidale, allinterno della quale sono generati intensissimi campi magnetici, necessari per il confinamento stabile del plasma. JET

32 Il Jet

33 Fusione nucleare (2/5) Negli anni 20 il chimico Harkins parlo di fusione di atomi di H;Negli anni 20 il chimico Harkins parlo di fusione di atomi di H; Negli anni 30 Eddington parlò di temperature e pressioni assai elevate al centro del sole e delle stelle;Negli anni 30 Eddington parlò di temperature e pressioni assai elevate al centro del sole e delle stelle; Alla fine degli anni 30 Bethe propose che il sole e le stelle fossero delle centrali nucleari a fusione;Alla fine degli anni 30 Bethe propose che il sole e le stelle fossero delle centrali nucleari a fusione;

34 Fusione nucleare (3/5) La massa dei nuclei prodotti è < della somma delle masse dei reagenti;La massa dei nuclei prodotti è < della somma delle masse dei reagenti; La massa che manca si è trasformata in energia che viene rilasciata;La massa che manca si è trasformata in energia che viene rilasciata; Si produce ~ 3,5 MeV/nucleoneSi produce ~ 3,5 MeV/nucleone Per realizzare la fusione servono:Per realizzare la fusione servono: alta pressione;alta pressione; alte temperature;alte temperature; tempo di confinamento sufficientemente lungo;tempo di confinamento sufficientemente lungo; La prima bomba a fusione (bomba H) esplose nel 52;La prima bomba a fusione (bomba H) esplose nel 52; Reazione incontrollata, scatenata da fissione, che consentì il raggiungimento delle condizioni necessarie a far avvenire la fusione di nuclei di Deuterio e di Trizio;Reazione incontrollata, scatenata da fissione, che consentì il raggiungimento delle condizioni necessarie a far avvenire la fusione di nuclei di Deuterio e di Trizio;

35 Fusione nucleare (4/5) A così elevate temperature:A così elevate temperature: La materia diventa plasma (miscela libera di elettroni e nuclei);La materia diventa plasma (miscela libera di elettroni e nuclei); I nuclei hanno lenergia necessaria per vincere la repulsione elettrostatica ed avvicinarsi per attivare la forza forte e fondersi;I nuclei hanno lenergia necessaria per vincere la repulsione elettrostatica ed avvicinarsi per attivare la forza forte e fondersi; Lenergia necessaria alla vita sulla Terra è prodotta nel Sole con processi di fusione. Campo di attrazione gravitazionale molto intenso consente di ottenere:Campo di attrazione gravitazionale molto intenso consente di ottenere: pressioni superficiali ~ 340 volte quelle terrestri;pressioni superficiali ~ 340 volte quelle terrestri; Temperature 10 6 °C;Temperature 10 6 °C; lo stato di plasma per H ed He per un tempo sufficientemente lungo da far avvenire la fusione;lo stato di plasma per H ed He per un tempo sufficientemente lungo da far avvenire la fusione;

36 Fusione nucleare (5/5) La fusione:La fusione: Produce meno isotopi radioattivi ( 1 H 3 e gli isotopi generati nelle strutture circostanti da reazioni indotte dai neutroni lenti rilasciati) rispetto alla fissione;Produce meno isotopi radioattivi ( 1 H 3 e gli isotopi generati nelle strutture circostanti da reazioni indotte dai neutroni lenti rilasciati) rispetto alla fissione; Utilizzerebbe materiali ( 1 H 1, 1 H 2, 1 H 3 ) che si trovano già o si possono produrre in grande quantità sulla terraUtilizzerebbe materiali ( 1 H 1, 1 H 2, 1 H 3 ) che si trovano già o si possono produrre in grande quantità sulla terra Non corre il rischio di diventare incontrollata come la fusioneNon corre il rischio di diventare incontrollata come la fusione Ma:Ma: non esistono materiali che riescano a contenere il plasma a temperature così elevate;non esistono materiali che riescano a contenere il plasma a temperature così elevate; È difficile mantenere le condizioni per un tempo utile alla reazione;È difficile mantenere le condizioni per un tempo utile alla reazione; Per poter avere il controllo (ancora non ottenuto) di una reazione di fusione si devono creare apparati molto complessi e molto costosiPer poter avere il controllo (ancora non ottenuto) di una reazione di fusione si devono creare apparati molto complessi e molto costosi Produrre energia con la fusione sulla Terra è difficile!

37 Gli effetti biologici delle radiazioni nucleari

38 Alcuni vantaggi del nucleare Attualmente sembra unica fonte in grado di soddisfare le crescenti richieste energetiche del genere umano.Attualmente sembra unica fonte in grado di soddisfare le crescenti richieste energetiche del genere umano. Non si produce CO 2 e non si aumenta leffetto serra ed il buco nellOzono.Non si produce CO 2 e non si aumenta leffetto serra ed il buco nellOzono. Maggiore indipendenza energetica dal petrolio ipotesi di una maggiore stabilità economica e politica mondiale (tutta da dimostrare, considerando che poche nazioni sono attualmente in possesso della tecnologia necessaria e delle risorse economiche in scala industriale: USA, Francia, GB, Germania, e poche altre).Maggiore indipendenza energetica dal petrolio ipotesi di una maggiore stabilità economica e politica mondiale (tutta da dimostrare, considerando che poche nazioni sono attualmente in possesso della tecnologia necessaria e delle risorse economiche in scala industriale: USA, Francia, GB, Germania, e poche altre).

39 Costi dellintero ciclo del nucleare superiori alle altre fonti non rinnovabili;Costi dellintero ciclo del nucleare superiori alle altre fonti non rinnovabili; problemi di gestione delle scorie radioattive prodotte;problemi di gestione delle scorie radioattive prodotte; rischio incidenti agli impianti, sia casuali (guasti) che provocati (terrorismo);rischio incidenti agli impianti, sia casuali (guasti) che provocati (terrorismo); proliferazione armi (attualmente solo alcuni Stati hanno le armi nucleari).proliferazione armi (attualmente solo alcuni Stati hanno le armi nucleari). Alcuni svantaggi del nucleare

40 Lultimo incidente (conosciuto) 9 agosto 2004 a Tokaimura (Giappone): Era il giorno della commemorazione del bombardamento di Nagasaki. La foto avrebbe dovuto dimostrare la possibilità di pescare senza problemi nelle acque reflue della centrale in oggetto… 9 agosto 2004 a Tokaimura (Giappone): Era il giorno della commemorazione del bombardamento di Nagasaki. La foto avrebbe dovuto dimostrare la possibilità di pescare senza problemi nelle acque reflue della centrale in oggetto…

41 FINE