L’Energia
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L’Energia L’Energia Presentation Transcript

  • L’ENERGIA
  • Modulo 1 : “Introduzione sull’energia” e “L’atomo” Modulo 2 : “Referendum” Modulo 3 : “Storia del nucleare” Modulo 4 : “Un approccio da un punto di vista statistico” Modulo 5 : “Reazioni nucleari e reattori nucleari” Modulo 6 : “Gli effetti delle radiazioni” I moduli svolti:
  • Modulo 1: Introduzione sull’ energia
    • L’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere un lavoro.
    • Il lavoro è dato dallo spostamento per la forza di gravità.
    • I difetti dell’energia:
        • Si trasforma (in energia calorica per contatto)
        • Dispersione di calore
        • Inquinante
    • Principio dell’entropia:
    • Vi sono due teorie che affermano questo principio.
    • La prima risale al 1800 ed è quindi la più antica ed afferma che il calore si sposta solo da un corpo caldo ad uno freddo e non viceversa.
    • La seconda risale al 1900 e afferma che non esiste una macchina che non disperda calore.
    • L’energia elettrica :
    • Questo tipo di energia è più nobile e riesce ad arrivare a temperatura infinite.
    • Fonti energetiche:
    • Idrocarburi (petrolio e metano)
    • Carbone (fossile)
    • Idroelettrica
    • L’energia fossile energia chimica
    • CH 4 + O 2 CO 2 + H 2 O
    • L’unica fonte di energia fossile sono gli esseri viventi e la fotosintesi (le piante).
    • Il problema dell’energia sta nel fatto che noi oggi giorno ne consumiamo troppa, producendo quindi CO 2 (anidride carbonica);che tende a fare l’effetto serra.
    • Le alternative sono varie:
      • Si potrebbe produrre il calore dalla natura con le biomasse
      • Dal nucleare e usando
      • L’energia solare.
    • Bio combustibili Sono sostanze che derivano dalla lavorazione di alcune piante o semi particolari, quindi è un problema dovuto principalmente dal mais; e quindi occorre spazio per coltivarlo. Per ora l’ unico paese che lo può coltivare è il Brasile poiché ha più spazio, ma anch’esso deve abbattere molte foreste.
  • L’Atomo L’Atomo è la più piccola parte della materia esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. Un atomo cambiandosi con un altro origina tutta la materia. Nell’ 800 hanno capito che dentro l’atomo c’erano cariche positive e cariche negative, e si cominciò a capire cosa fossero e dove erano situate e qui fu fatto un esperimento. Venne letto un articolo ”Nuclei di elio” in ci vi era scritto che i protoni avevano carica positiva e quindi gli attribuirono il segno + ; inoltre si spiega che i” Nuclei di elio” erano particelle α radioattive. Dopo averlo letto gli allievi di Ratterford (lord) fecero l’esperimento; dal quale si scopri che i nuclei di elio trapassano l’oro ed erano piccoli nuclei: particelle positive. Elettroni cariche negative; stano intorno al nucleo senza un orbita precisa e infatti vengono detti ORBITALI.
  • + protoni - elettroni n neutroni N tengono uniti i protoni senza carica + = - numero di massa simbolo elemento 1 H 1 numero atomico(protoni e elettroni) La massa dell’atomo dipende dai protoni e neutroni, e si determina sottraendoli. Prozio, Deuterio e Trizio appartengono alla famiglia degli ISOTOPI Ogni elemento a degli isotopi e alcuni sono RADIOATTIVI.
  • Modulo 2 : Referendum
    • Nello Stato Liberale la partecipazione alle decisioni pubbliche attraverso il voto è limitata dalla proprietà, dal reddito, dall’istruzione e dal sesso degli elettori. Solo chi paga, chi è in grado d’informarsi ha il diritto di decidere attraverso il voto come si spendono i soldi dello stato e quali leggi si fanno.
    • Nello Stato Democratico la partecipazione alle decisioni pubbliche attraverso il voto avviene con il suffragio universale (1948); nel quale votarono tutti coloro che avevano raggiunto la maggiore età.
    • La DEMOCRAZIA è una forma di governo. Il termine “ democrazia” deriva dal greco demos : popolo e cratos : potere, essa può essere indiretta o diretta:
    • Indiretta: quando il potere è amministrato da rappresentanti del popolo (il parlamento), è anche detta democrazia rappresentativa.
    • Diretta: quando il potere è amministrato direttamente dal popolo.
    • Con la democrazia diretta il popolo esercita l’iniziativa di legge popolare raccogliendo alcune firme da parte della popolazione.
  • A partire da 1974, il Referendum ha contribuito a cambiare la vita politica e civile della città. Dopo la seconda guerra mondiale nel 1948 venne fatto il referendum per decidere tra Monarchia e Repubblica; vinse la Repubblica per pochi voti. REFERENDUM : può essere abrogativo, costituzionale o locale. Con il referendum abrogativo i cittadini sono chiamati ad abrogare (eliminare) o non abrogare una legge; ad esempio come la legge sull' aborto, sul divorzio e nel 1987 furono chiamati per decidere se abrogare la legge su nucleare.
    • Per convalidare il referendum abrogativo :
    • Richiesta (50000 elettori)
    • Controllo della cassazione (legittimità)
    • Esame corte costituzionale (ammissibilità)
    • Il presidente della Repubblica lo accetta
    • Il voto ( possono votare solo i maggiorenni)
    • L’art. 75 della costituzione afferma che il referendum abrogativo non è valido per :
      • Leggi tributarie e di bilancio
      • Amnistia e di indulto
      • Autorizzazione a ratificare trattati internazionali.
    • Referendum abrogativo della Regione Toscana:
    • Bisogna avere la richiesta di 40.000 elettori e la protesta di abrogazione soggettiva è approvata al referendum se vi è la maggioranza di coloro che hanno votato alle ultime elezioni.
    • Referendum Provincia di Firenze:
    • Hanno diritto di voto anche gli stranieri e apolidi maggiorenni residenti nei comuni della provincia.
    • Referendum nel Comune di Scandicci:
    • Nel comune sono ammessi referendum consultivi, propositivi, di indirizzo ed abrogativi.
    • Nel 1987 venne fatto il Referendum sul nucleare; dopo l’incidente nucleare avvenuto nel 1986 a Chernobyl, nel quale scoppiò una centrale nucleare.
    • In Germania come in altri paesi nasce un movimento giovanile.
    • GREENPEACE estende il suo campo d’azione e lascia la sua prima compagnia contro i test nucleari francesi nell’articolo di Moruroe. Anche il WWF, Italia nostra,Amici della terra ecc..
    • E i partiti politici?
    • Sono per il SI sui primi due referendum : DC, PCI, PSI, PSDI, VERDI, PR, DP e MSI; per il NO invece: PRI, PLI. Mentre per quello dell’energia si schierano dalla parte del SI partiti: PCI, PSI, PSDI, VERDI, PR, DP e dalla parte del NO: DC, PRI, PLI e MSI.
    • % VOTANTI , FAVOREVOLI O NON FAVOREVOLI.
      • 65.2% votanti
      • 80.0% SI (cioè favorevoli ad abrogare la legge)
      • 20.0% NO (cioè non favorevoli ad abrogare la legge).
    • FUTURO:
    • La democrazia è in cammino grazie alla tecnologia e alla globalizzazione che hanno permesso l’accesso particolare alle popolazioni, tutti possono accedere alle attività, alla conoscenza di altri e consultare materiale che in passato non era accessibile.
    • Sondaggio d’opinioni sono indagini statistiche compiute su un campione della popolazione. Se il campione è accurato spesso i risultati sono molto simili, ma non uguali al referendum; questo non è sempre detto perché a volte il sondaggio inganna.
    • Per “NOT IN MY BACKYARD” (No nel mio cortile)
    • Si indica un atteggiamento che si riscontra nelle proposte contro opere di interesse pubblico che hanno, o si teme possano avere effetti negativi sui territori in cui verranno costruite, come ad esempio grandi vie di comunicazionione, sviluppi insediativi, industriali,discariche, inceneritori, dispositivi di scorie radioattive e pericolose e simili. L’atteggiamento consiste nel riconoscere come necessari o comunque possibili oggetti del comprendere, ma contemporaneamente nel non vederli nel proprio territorio a causa delle eventuali controindicazioni sull’ambiente locale.
    • La regione toscana vuole aiutare i cittadini a risolvere i dibattiti con un processo partecipativo.
    • PARTECIPANTI:
    • Cittadini
    • Stranieri
    • Coloro che sono in città anche per poco tempo; dopo di che vi è la conclusione del dibattito.
  • Modulo 3 : Storia del nucleare
    • Nel 1942 il gruppo di scienziati coinvolti nel progetto Manatthan, tra i quali Enrico Fermi, lavorò per la realizzazione in laboratorio della prima "reazione a catena" controllata. Il progetto aveva scopi militari, era nato durante la seconda guerra mondiale e finanziato dal governo alleato degli Stati Uniti per dare vita alla prima bomba atomica. Nello stesso tempo anche la Germania aveva attivato ricerche simili. Il progetto Manattham si concluse prima. Le prime bombe atomiche della storia furono sganciate nel 1945 sulle due città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki. Un evento che segnò la fine della guerra e una morte orrenda per la popolazione inerme delle due città giapponesi. Ancora oggi le conclusioni e le opinioni sono controverse. Nel 1954 il presidente degli Usa, Eisenhower, inaugurò il progetto "Atom for Peace" allo scopo di favorire l'applicazione civile dell'energia nucleare. In soli 12 mesi venne realizzata la prima centrale nucleare della storia, il reattore civile Borax III in grado di fornire energia elettrica a una piccola città dello Stato dell'Idaho (Usa).
  • La reazione a catena nucleare avviene all'interno del guscio di cemento e di acciaio, sempre in uno stato cosiddetto "critico" in cui ogni neutrone colpisce un solo nucleo di uranio. Il processo deve essere costantemente controllato poiché se venisse superata la soglia "critica" (ovvero se un neutrone colpisse più nuclei di uranio) la reazione a catena genererebbe un surriscaldamento esponenziale e la conseguente fusione del nucleo nel reattore con emissioni di radiazioni nocive, cosi accadde alla centrale di Chernobyl. Per controllare la reazione nucleare l'uranio viene immerso in una piscina d'acqua pesante in grado di rallentare l'attività dei neutroni e quindi di controllare la reazione nucleare. Funzionamento tipico di una Centrale Nucleare :
  • Nella piscina vengono poi poste barre di cadmio o di boro per assorbire parte dei neutroni che si liberano dalla fissione nucleare . La reazione a catena nel processo di fissione genera calore e riscalda i flussi di acqua presenti in uno scambiatore di calore generando vapore. La forza vapore muove le turbine meccaniche per produrre energia elettrica. Le prime centrali nucleari degli anni '50 basavano il proprio sistema di raffreddamento sull'utilizzo del gas. Negli anni '60 venne preferito l'uso dell'acqua. REALIZZAZIONE DI FISSIONE La prima utilizzazione pratica della reazione di fissione ci fu con la distruzione di Hiroshima e Nagasaki che, segnò la fine della seconda guerra mondiale. Nella bomba atomica la reazione diventa esplosiva perché vengono messi a contatto rapidamente due masse "subcritiche" sì che il sistema ottenuto risulti, nel complesso, superiore alla massa "critica". La massa critica rappresenta la più piccola quantità di materiale fissibile necessaria per auto sostenere la reazione a catena. Nelle centrali nucleari la reazione a catena viene controllata e regolata usando barre d’acciaio al boro che hanno la capacità di catturare facilmente i neutroni. Nel reattore si occupano di queste funzioni le barre di regolazione. Una regolazione del reattore è assicurata anche dall'acqua che, raffreddando il nocciolo, si trasforma di conseguenza in vapore: essa assorbe, rallentandoli, una certa quantità di neutroni.
  • Il vapore acqueo ottenuto viene inviato alla turbina che, associata all'alternatore, è in grado di generare energia elettrica. Sia il fungo atomico sulle città di Hiroshima e Nagasaky (in Giappone) e le relative immagini di distruzione sia la guerra fredda basata sul deterrente delle testate nucleari sia lo spettro della guerra nucleare e delle armi di distruzione di massa non sono che diversi aspetti del nucleare. Disastro di Chernobyl: Il disastro di Chernobyl fu il più grave incidente mai occorso ad un impianto nucleare civile. Avvenne il 26 Aprile 1986 con l'esplosione del reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl, in Ucraina (allora parte dell'Unione Sovietica), vicino al confine con la Bielorussia. Essa scoppiò a causa di un errore umano; poiché vollero provare ad aumentare la potenza della centrale; cosi però ogni comando si disattiva, appena lo capiscono vogliono fermarlo dalla barra di controllo ma non ce la fanno a reinserire i comandi e quindi si forma un nocciolo che sfonda ed esplode. Allora questi, chiamano i vigili del fuoco; i quali se entro una settimana non mettono cemento, ferro e uranio sopra il nocciolo moriranno tutti e cosi succede.
  • Modulo 4 : Un approccio dal punto di vista statistico
    • Dopo l’esplosione della centrale nucleare di Chernobyl in Ucraina, la nube radioattiva si diffuse e quindi non si potè mangiare determinati alimenti; statistiche sicure non ce ne sono, poiché a seconda della fonte, cambiano.
    • La statistica si occupa dei modi (descritte attraverso formule matematiche) in cui una realtà fenomenica può essere sintetizzata e quindi compresa.
    • La statistica si occupa dei fenomeni collettivi. Con questa parola si indicano anche semplicemente risultati numerici di un processo di sintesi dei dati osservati.
    • La Statistica descrittiva: ha come scopo quello di sintetizzare i dati attraverso strumenti grafici e batterie di indici che descrivono gli aspetti salienti dei dati osservati.
    • La Statistica Inferenziale: ha come obbiettivo, invece, quello di fare affermazioni, con una possibilità di errore controllato, riguardo la natura teorica del fenomeno che si osserva. Essa è legata fortemente alla teoria della probabilità.
  • Statistiche sui pompieri dopo l’esplosione: La quantità di materiale radioattivo non è inversamente proporzionale alla distanza del reattore, distribuito in modo uniforme intorno al reattore, ma la sua distribuzione è dipesa dall’andamento dei venti. Liquidatori persone che lavorano alle operazioni di recupero nei quattro anni successivi al disastro. Mortalità dovute a radiazioni acute: 134 persone nel primo anno e negli anni successivi altre poche unità. Mortalità dovuta a tumori: Questa malattia non è determinabile esattamente, si stimano in alcuni punti percentuali il possibile incremento della mortalità per tumori per un totale di circa 4000 morti per cancro in più tra coloro che furono maggiormente esposti a radiazioni (liquidatori); in particola si stima nel 5% in più il tasso di mortalità per cancro nei liquidatori che furono esposti ad una dose di circa 107 mSV(Sievert) Cancro tiroide nei bambini e adolescenti : Dal 1992 al 2002 in Bielorussia, Russia, Ucraina sono stati stimati più di 4000 casi di cancro alla tiroide tra bambini e adolescenti con età minore di diciotto anni.
  • Leucemia: Si stima in due punti percentuali l’incremento dell’incidenza delle leucemie fra i liquidatori che furono esposti a dosi esterne superiori a 150 Gy, sono necessari attualmente ulteriori studi per provare che vi è stato un incremento nel rischio di leucemia. Cancri solidi: Studi attuali non permettano di dire che il disastro di Chernobyl ha determinato un rischio di tumore tranne alla tiroide. Problemi circolatori: Questi problemi sono aumentati nei liquidatori. Cataratta: È stato dimostrato che esiste una reazione tra l’esposizione a radiazioni e lo sviluppo di cataratte nei bambini e nei liquidatori. Diminuzioni fertilità: Questa cosa ancora non è stata dimostrata.
  • Malformazioni congenite: È stato dimostrato un incremento delle malformazioni congenite nelle zone “contaminate” Problemi psicologici e mentali: Ha cause nella popolazione coinvolta; stress, depressione, ansia, sintomi fisici non spiegabili.
  • Modulo 5: Reazioni nucleari e reattori nucleari
    • Le reazioni nucleari possono essere:
      • A fissione
      • A fusione
    • La fissione è una reazione provocata naturalmente; è una scissione dell’atomo.
    • E. Fermi si accorge che anche lui e Hen Cuin avevano scoperto la fissione nucleare. La fissione si fa con l’uranio (U), Plutonio (PU), e il torio (TH).
    • Il difetto degli elettroni è che sono molto piccoli e quindi hanno pochissima massa.
    • Uranio : elemento più reperibile in natura( molto radioattivo).
    • Radioattività: presente in natura; la terra è calda grazie alla radioattività. Le rocce vulcaniche sono molto pericolose perchè derivano da ceneri vulcaniche che sprigionano radioattività naturale, essi sono degli isotopi che cambiano ed emettano radiazioni.
    • T/2 la radioattività si dimezza in un certo periodo di tempo; ad esempio
    • 14 C è isotopo di carbonio e ci mette 5 mila anni a dimezzare la sua radioattività.
    • Radiazione è la forma con cui si trasferisce l’energia ad esempio l’energia del sole, calore, onde radio.
    • Onde che danno problemi:
    • ultravioletti ( da effetti sul vivente, provocando tumori alla pelle)
    • Radiazione a più alta energia:
    • raggi γ (gamma)
    • raggi x
    • Le particelle:
    • α bassa energia, dannose.
    • β maggior parte delle radiazioni.
  • REATTORI NUCLEARI: Il reattore produce acqua calda , il vapore fa andare la turbina. I n per essere utilizzati devono essere moderati. Il moderatore regola i neutroni che andavano ad attaccare l ‘atomo. E. Fermi utilizzava come moderatore la graffite. La radioattività dura tanto ma non si controlla, quindi non si sa dove mettere le scorie.
  • La fusione produce energia dall’idrogeno; con 1 grammo d’idrogeni si produce più energia che con un grammo di uranio; quindi con poco combustibile si produce molto. I prodotti che si formano sono Trizio e Elio quindi 3H T/2 (tempo dimezzato) di 12 anni. Il problema però è gestire il plasma perché questo calore è difficile da gestire. Selenio : metallo antinvecchiamento.
  • Modulo 6: Effetti delle radiazioni
    • Sorgente energia Assorbitore
    • L’assorbitore è il corpo che assorbe l’energia misurata in Joule (J)
    • Ionizzazione : è quello che produce uno ionio; cioè un atomo carico.
    • Radicali liberi si formano dentro la cellula cioè ioni semplici (H 2 O + , H 2 O - , OH, H) che tendono ad attaccare alcune parti della cellula che lo fanno mutare,impedendo al DNA di riprodursi velocemente.
    • Antiradicale sono sostanze che sottraggano sostanza al radicale (selenio, vitamine “c” ed”e”)
    • Le radiazioni producano sulla pelle una radiazione delle cellule; con l’invecchiamento delle cellule dovute alla formazione di radicali liberi.
    • Le molecole cariche nel nostro corpo:
    • DNA
    • Proteine
    • Caratteristiche raggi:
    • Raggi α sono lenti e pesanti mentre quelli β sono leggeri e facilmente fermabili.
    • Raggi γ e x sono pericolosi e bisogna proteggersi.
    • Quelli x nascono dall’interazione con altri metalli(1898), radiografie.
    • Dai raggi γ e x bisogna proteggersi creando barriere:
    • Piombo
    • Calcolo decivalente ogni spessore diminuisce del 90% le radiazioni
    • Come si misura le attività della sorgente?
    • Si misura con il numero di particelle al secondo. 1 Bequerel (BQ).
    • La dose assorbita dipende dal:
    • tempo
    • distanza (+ distanza – energia)
    • sistema protezione ( se mi proteggo con il piombo – radiazioni)
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  • A cura di Coverini Chiara 3C Mercurio