L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO

Presentazione sul tema: "L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO"— Transcript della presentazione:

1 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO

2 L'ENRGIA NUCLEARE (IDROGENO)
L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO): Per il nucleare si può' utilizzare l’idrogeno, l’elemento più leggero esistente in natura: facendo fondere, cioè unire, due suoi isotopi (atomi con lo stesso numero di elettroni ma diverso numero di neutroni) si ottiene l’elio. Nel contempo sparisce una parte di materia che si trasforma in una grande energia. Per fare la fusione servono condizioni eccezionali: infatti i nuclei devono essere sottoposti a una fortissima pressione ed essere scaldati a una temperatura superiore a milioni di °C. Queste condizioni si verificano in natura solo nel sole.

3 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
Infatti l’energia che irradia nello spazio deriva da una reazione termonucleare che porta alla «fusione» dell’idrogeno. Nel 1954 fu esplosa la prima bomba H, ovvero una fusione «incontrollata» dell’idrogeno, che polverizzò l’atollo di Bikini che si trovava in pieno Oceano Pacifico. La fusione in forma «controllata» dentro un reattore per produrre il vapore per le turbine non è ancora stata realizzata, ma scienziati e tecnici vi stanno lavorando.

4 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
IL REATTORE A FUSIONE: Fino a oggi sono stati costruiti alcuni reattori sperimentali per la fusione nucleare, come l’inglese ZETA, il russo Tokamak, il JET . Ma nessuno ha avuto successo. Il problema è come realizzare un contenitore capace di mantenere «confinato» l’idrogeno alle temperature estreme che rendono possibile la fusione dei nuclei. Attualmente esiste il progetto internazionale ITER, con partner Cina, Unione Europea, Giappone, Russia, Corea del Sud e Stati Uniti. La macchina sarà costruita in Francia e, se tutto andrà secondo i piani, ci si aspetta di creare il primo «plasma» nel 2016.

5 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
LA FUSIONE NUCLEARE: La fusione nucleare consiste nel fondere due nuclei leggeri per formarne uno pesante. Il processo è analogo a quello che avviene nel Sole e nelle stelle e potrebbe essere prodotto artificialmente anche sulla Terra. Oltre alla formazione di nuovi elementi, la fusione nucleare comporta la formazione di una grandissima quantità di energia. Per poter fondere due nuclei bisogna avvicinarli vincendo la forza di repulsione che esiste tra i protoni

6 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
Dalla fusione nucleare si ottiene un'enorme quantità di energia, dovuta al difetto di massa: una volta che i due atomi si fondono, la loro massa non è pari alla somma delle masse dei due nuclei, ma minore. La differenza tra la somma delle masse di partenza e la massa finale si è convertita in energia seguendo la legge di Einstein la quale afferma che l'energia prodotta è uguale alla massa per il quadrato della costante: c(E = mc2).

7 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
Gli elementi più idonei per la fusione sono gli isotopi dell'idrogeno (Dueterio eTrizio), dalla quale fusione si otterrebbe un atomo di elio ed un neutrone libero. L'importanza della Fusione non consiste solo nell'energia prodotta che risulta essere maggiore di quella della fissione nucleare, ma consiste nel fatto che è un energia pura ovvero i prodotti della fusione non sono radioattivi come quelli della fissione, inoltre l'idrogeno è un elemento che sul nostro pianeta si può trovare facilmente e con i minimi costi (si pensi al mare che ne è pieno).

8 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
LA FUSIONE COME FONTE DI ENERGIA: Negli ultimi sessant'anni è stato profuso un notevole sforzo teorico e sperimentale per mettere a punto la fusione nucleare per generare elettricità e anche come sistema di propulsione per razzi, ben più efficiente dei sistemi basati su reazioni chimiche o sulla reazione di fissione. Al momento il progetto più avanzato verso la realizzazione di energia elettrica da fusione è ITER: un reattore a fusione termonucleare (basato sulla configurazione di tipo tokamak).

9 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
CONFINAMENTO INERZIALE: Il combustibile nucleare può essere compresso all'ignizione con un bombardamento di fotoni, di altre particelle o tramite un'esplosione. Nel caso dell'esplosione, il tempo di confinamento risulterà essere abbastanza breve. Questo è il processo usato nella bomba all'idrogeno, in cui una potente esplosione provocata da una bomba a fissione nucleare comprime un piccolo cilindro di combustibile per fusione. Nella bomba all'idrogeno, l'energia sviluppata da una bomba nucleare a fissione viene utilizzata per comprimere il combustibile, solitamente un miscuglio di deuterio e trizio, fino alla temperatura di fusione.

10 L'ENERGIA NUCLEARE (IDROGENO)
L'esplosione della bomba a fissione genera una serie di raggi X che creano un'onda termica che propagandosi nella testata comprime e riscalda il deuterio e il trizio generando la fusione nucleare. Altre forme di confinamento inerziale sono state tentate per i reattori a fusione, incluso l'uso di grandi laser focalizzati su una piccola quantità di combustibile, o usando gli ioni del combustibile stesso accelerati verso una regione centrale.