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L'uranioenergia Atomica - L' come fonte di energia

tecnica




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L'uranioenergia Atomica


L' come fonte di energia

Text Box: La molecola di uranio

L'uranio è un metallo pesante (ps=18,7kg/dm3 )e non si trova allo stato puro in natura. L'uranio è anche un elemento della tavola degli elementi di Mendeleev (92°). L'uranio si estrae dalle miniere a cielo aperto. Perché sia utilizzabile per produrre energia bisogna prima sottoporlo a 2 trattamenti: la raffinazione per aumentare la percentuale di uranio e l'arricchimento che serve a aumentare la percentuale di U235 che sarebbe il combustibile fissile. Alla fine di questi 2 processi si ottengono "pastiglie" che verranno poi raggruppate a formare barrette chiamate tecnicamente elementi di combustione. Per riuscire a ricavare energia bisogna usare un particolare e complesso processo: la fissione nucleare. La fissione nucleare consiste nella scissione in 2 parti di un nucleo atomico. Ciò avviene se una molecola di U235 viene colpita da un neutrone. Quando il nucleo si spezza una parte della massa si trasforma in energia. Secondo la legge di Einstein l'energia non si crea, non si distrugge, ma si trasforma e quindi a una certa quantità di materia corrisponde a una certa quantità di energia (E=mc2 dove "m" è la massa e "c" corrisponde alla velocità della luce). Durante la fissione si liberano 2 o 3 neutroni che poi andranno a colpire altri nuclei dando così origine a reazione a catena. La fissione produce anche 2 nuclei più leggeri il kripto e il bario. Il tipo di fissione nucleare che avviene nelle centrali è di tipo controllato grazie a un dispositivo chiamato pila di Fermi. La pila di Fermi è un dispositivo formato da un cubo di graffite che blocca il movimento dei neutroni. Tutto questo alternato a sbarre di borio alternate a sbarre di cadmio. Quando le sbarre di cadmio sono abbassate il processo è fermo mentre quando sono alzate la fissione avviene. In Italia le centrali nucleari sono state bandite nel 1987 con un referendum popolare dopo lo scoppio della centrale di Chernobyl in Ucraina.




Costi e nucleare in Italia


Il presidente del consiglio Silvio Berlusconi non molti mesi fa annunciò di voler riaprire il discorso nucleare in Italia anche perché se andiamo a vedere il referendum del 1987 sarebbe scaduto. Per riaprire e quindi ripartire con le centrali nucleari basterebbe che il Parlamento approvasse una legge, anche se forse sarebbe più corretto rifare un altro referendum. Oltre a questo problema ce n'è assai più grave che è quello dei finanziamenti e quindi della grande quantità di danaro da investire. L'energia atomica costa tanto sia dal punto di vista di investimento iniziale sia in termine di produzione. Secondo la Casa  Bianca l'energia atomica continuerà a essere cara anche tra 20 anni. Il costo di un kilowattora è di 6,13cent di dollaro contro i 4,96 cent di dollaro del gas. Questo è il motivo perchè gli USA dal 1984 non hanno più costruito centrali nucleari. Non è neanche vero però che nel resto del mondo sia così perché tra Asia e Europa si stanno costruendo 25 nuovi reattori di nuova generazione. Da noi se si volesse usufruire della energia nucleare bisognerebbe costruire centrali nuove perché rimettere a posto le vecchie costerebbe di più. Per non parlare poi della gente che tutti le vogliono ma non vicino alla loro abitazione e poi bisognerebbe anche smaltire le scorie.


La struttura di una centrale nucleare


Il funzionamento delle centrali nucleari è simile a quello di una centrale termoelettrica convenzionale, con la sola differenza che l'acqua viene fatta bollire in un contenitore a pressione chiamato reattore in cui avviene la fissione dell'uranio. Una centrale nucleare è divisa in 3 parti: sala macchine, edificio del reattore, e gli edifici ausiliari.

EDIFICIO DEL REATTORE è un enorme cilindro di cemento armato, per un terzo interrato, alto circa 70 metri. Il reattore è collocato al centro ed è un cilindro in acciaio inossidabile alto 22 metri Text Box: Schema del reattore
avvolto in una schermatura in cemento armato spessa circa 1,2 metri e sopra chiuso da un coperchio che può essere spostato solo da una gru.

SALA MACCHINE è simile a quella di una centrale termoelettrica con una turbina a vapore accoppiata ad un alternatore.

EDIFICI AUSILIARI contengono gli elementi di combustione esauriti all'interno di piscine schermate che sono molto pericolosi perché sono radioattivi.

FUNZIONAMENTO

L'acqua viene fatta filtrare tra gli elementi di combustione assorbendone il calore. L'acqua si trasforma in vapore che verrà direttamente mandato alla turbina che trasferirà la sua forza meccanica all'alternatore che produrrà energia elettrica. Le centrali si fermano una volta all'anno per cambiarne gli elementi di combustione esauriti.


I problemi legati all'utilizzo dell'uranio


Text Box: Radioattività!!!
Le centrali elettronucleari hanno tre gravi problemi:

  • pericolo di fughe radioattive per un guasto o un incidente all'impianto.
  • Text Box: Centrale
produzione di scorie fortemente radioattive che rimarranno tali per molte migliaia di anni, e che sono indistruttibili. È quindi necessario sistemarle in modo che non creino pericolo; sul modo di smaltire le scorie si sono inventati molti metodi ma tutti risultano essere o troppo costosi o troppo complessi.
  • l'elevato inquinamento termico

I maggiori produttori di uranio e i paesi  con più centrali


Canada


Australia


USA


Niger


Francia


Namibia


Sud Africa




Altri


USA


Francia


Regno Unito


Germania


Giappone


Russia


Ucraina


Svezia













La fusione nucleare


Text Box: Il tokamak
La fusione nucleare consiste nell'unione di 2 isotopi dell'idrogeno: il trizio e il dueterio . Durante questo processo viene liberata energia termica. Ciò avviene se c'è molto calore e una elevata pressione. Questo si verifica naturalmente nel sole. L'uomo non è ancora riuscito a sfruttarla e a controllarla, per il momento è solo riuscito a fare un prototipo chiamato "Tokamak" . La fusione potrebbe essere un ottimo modo di produrre energia per 3 principali motivi:

non produce scorie radioattive

produce quantità enormi di energia

utilizza materia prime ampiamente disponibili sulla Terra





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