2. Che cos’è
Con energia nucleare (detta anche energia atomica), si intendono
tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia in seguito a
trasformazioni nei nuclei atomici; tali trasformazioni sono dette reazioni
nucleari.
L'energia nucleare è una forma di energia che deriva da
profonde modifiche della struttura stessa della materia.
Insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è una
fonte di energia primaria, ovvero è presente in
natura e non deriva dalla trasformazione di altra forma
di energia, ed è considerata una valida energia
alternativa ai tradizionali combustibili fossili.
3. Storia
La storia dell'energia nucleare prende
avvio con le scoperte intorno
alla radioattività sul finire del XIX
secolo. La prima persona che intuì la
possibilità di ricavare energia dal
nucleo dell'atomo fu lo
scienziato Albert Einstein nel
1905,tuttavia solo nella seconda metà
del secolo scorso si prende
l'iniziativa di sfruttare l'energia
nucleare anche a fini civili per
la produzione di energia elettrica.
4. La fissione
La fissione nucleare dell'uranio e del plutonio è
ampiamente sperimentata ed ingegnerizzata da
circa 50 anni.
La fissione consiste nel rompere il nucleo
dell'atomo per farne scaturire notevoli quantità di
energia quando un neutrone colpisce un
nucleo fissile (ad esempio di uranio-235) questo
si spacca in due frammenti e lascia liberi altri due
o tre neutroni (mediamente 2,5). La somma delle
masse dei due frammenti e dei neutroni emessi è
leggermente minore di quella del nucleo
originario e di quelle del neutrone che lo ha
fissionato: la massa mancante si è trasformata in
energia. La percentuale di massa trasformata in
energia si aggira attorno allo 0,1%.
5. La fusione
Un procedimento per ottenere energia dall'atomo
è la fusione nucleare. Essa è esattamente
l'opposto della fissione: invece di spezzare nuclei
pesanti in piccoli frammenti, unisce i nuclei leggeri
in nuclei più pesanti: la massa di questi ultimi è
minore della somma di quelli originari, e la
differenza viene emessa come energia sotto
forma di energia. La percentuale di massa
trasformata in energia si aggira attorno all'1% .
Perché la fusione avvenga, i nuclei degli atomi
devono essere fatti avvicinare nonostante la forza di
repulsione elettrica che tende a respingerli gli uni
dagli altri, e sono quindi necessarie temperature
elevatissime, milioni di gradi centigradi. La fusione
nucleare avviene normalmente nel nucleo
delle stelle, compreso il Sole, dove tali condizioni
sono normali
6. Iter in Francia
ITER è un progetto internazionale che si
propone di realizzare
un reattore sperimentale a fusione
nucleare in grado di produrre più energia
di quanta ne consumi per l'innesco e il
sostentamento della reazione di fusione.
Nello specifico, ITER è un reattore in cui il
confinamento del plasma è ottenuto
in un campo magnetico all'interno di una
macchina denominata Tokamak.
La sua costruzione è attualmente in corso
a Cadarache, nel Sud della Francia.
8. Tokamak
Un tokamak è una macchina diforma toroidale che,
attraverso il confinamento magnetico di isotopi di
idrogeno allo stato di plasma, crea le condizioni
affinché si verifichi, al suo interno, la fusione
termonucleare allo scopo di estrarne l'energia
prodotta. Il reattore ITER sarà un tokamak. La
struttura a ciambella conterrà il plasma di nuclei
atomici in un condotto sotto vuoto. Bobine super
conduttrici all’esterno della ciambella produrranno
un campo magnetico intenso che imedirà al plasma
di entrare a contatto con le pareti della struttura e
disperdere il calore. Al tempo stesso, indurranno
una corrente tra le particelle che riscalderà
portando la temperatura fino a 200 milioni di gradi.
