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Energia nucleare
- 1. Energia Unità di apprendimento Appunti di tecnologia Prof. Chiarenza Unità Didattica 06 • Energia nucleare
- 2. Energia Energia nucleare Uranio 238 Materiali nucleari Uranio 235 •arricchito al 3% (scopi civili) •arricchito al 90% (scopi bellici) Appunti di tecnologia Prof. Chiarenza Inquinamento radioattivo • Incidenti con fuga materiale radioattivo • Smaltimento scorie radioattive Fissione Procedimenti Uranio 235 deuterio + trizio = elio Fusione (100 milioni di gradi)
- 3. Cos’è l’energia nucleare home L’energia nucleare è quella che si libera nelle reazioni che coinvolgono le particellle che formano il nucleo dell’atomo. Nel 1905 A. Einstein enunciò la sua teoria dell’equivalenza tra materia e energia (E=mc²) che permette di calcolare quanta energia si ottiene da una certa quantità di materia. Per ricavare energia dal nucleo dell’atomo esistono due procedimenti: - la fissione (divisione) di un nucleo pesante come quello dell’uranio; - la fusione (unione) di nuclei leggeri come quelli dell’idrogeno.
- 4. Cos’è l’uranio home L’uranio si ricava dall’uranite, un minerale che contiene 99% di uranio 238 non fissile e 1% di uranio 235 che è fissile e radioattivo. Con un procedimento di arricchimento si può portare la percentuale dell’uranio fissile al 3% per utilizzarlo nei reattori nucleari.
- 5. Schema fissione nucleare home Un neutrone viene “sparato” contro un nucleo di uranio 235 che si spacca in due frammenti e lascia liberi altri tre neutroni. Durante la fissione una piccola parte di materia “sparisce” e si trasforma in energia. Se accanto al primo atomo di uranio 235 ve ne sono molti altri si può ottenere una reazione a catena.
- 6. Bomba atomica home Bomba atomica: è un involucro che contienemateriale fissile arricchito al 90% circa. In questo caso la reazione a catena avviene in una frazione di secondo liberando una quantità enorme di energia. La prima bomba atomica fu fatta esplodere dagli americani nel 1945 nel deserto di Alamogordo.
- 7. Reattore nucleare home Reattore nucleare: è un contenitore cilindrico in acciaio dove viene fatta bollire l’acqua per trasformarla in vapore. L’energia viene fornita dalle pastiglie di uranio che contengono circa il 3% di materiale fissile.
- 8. E’ una centrale termoelettrica che ha come “caldaia” un reattore nucleare per la produzione del vapore. La centrale funziona con uranio arricchito al 3% di materiale fissile che viene caricato circa una volta all’anno. home Centrale nucleare
- 9. L’acqua calda proveniente dal condensatore entra nella torre di raffreddamento attraverso un grosso tubo r viene distribuita in tubazioni con molti fori che la fanno cadere da un’altezza di circa 12 metri. Il vapore acque satura l’interno della torre e comincia a salire creando una corrente ascensionale che richiama aria fredda dal basso. L’aria fredda incontra gli zampilli di acqua raffreddandoli. home Torre di raffreddamento
- 10. Rischi per l’ambiente home Le centrali nucleari, una volta costruite, non emettono anidride carbonica nell’atmosfera, ma presentano due tipi di rischi: - incidente al reattore con fuga di materiale radioattivo che viene disperso nell’aria, per poi ricadere sul terreno anche a molta distanza inquinandolo in modo grave o molto grave; - smaltimento delle scorie radioattive che potrebbero inquinare il terreno dove sono sepolte, problema non ancora risolto in modo definitivo ma solo con siti provvisori.
- 11. Schema fusione nucleare home Dall’idrogeno si ricava il deuterio, che si trova nell’acqua in quantità minime, e il trizio, che è invece un prodotto artificiale. Facendo fondere i due nuclei si ottiene un nucleo di elio e la piccola parte di materia che scompare si trasforma in energia. La reazione deuterio-trizio non produce scorie radioattive, ma nel reattore si produce radioattività, per la notevole emissione di neutroni.
- 12. Bomba H home Bomba H: è un contenitore metallico riempito di piccole bombe atomiche disposte accanto a una massa di idrogeno. Le esplosioni provocano una forte pressione interna e portano la temperatura e 100 milioni di gradi, provocando la fusione dell’idrogeno, con emissione incontrollata di energia. La prima bomba H distrusse l’atollo di Bikini nel 1954.