Presentiamo subito i protagonisti della vicenda: il popolo siamo noi, il governo lo conosciamo (teoricamente dovremmo essere sempre noi); l'antagonisti? Energia atomica.
Come funziona?
Lo schema è quello classico della turbina a vapore:il vapore espande in turbina,produce energia meccanica che viene convertita all'alternatore in energia elettrica.Peculiarità? per riscaldare l'acqua viene utilizzato il combustibile atomico. Il funzionamento è praticamente identico a quello di una normale centrale a carbone, cambia soltanto la caldaia.
Attraverso reazioni di fissione nucleare,il combustibile nucleare cede calore a un fluido intermedio (fluido rosso nella figura quassù;questo fluido comunque è tipicamente acqua),che serve a scaldare l'acqua che andrà in turbina (fluido blu quassù) .
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| fissione:un atomo grosso viene diviso in atomi più piccoli,emettendo particelle e radiazioni |
E quindi?la radioattività?Cosa succede?
Il combustibile utilizzato è l'uranio,che si presenta in natura come una miscela di tre componenti uguali ma diversi:
Uranio 238 (per il 99,3%), Uranio 235 (per lo 0,7% ) e in piccolissime parti Uranio 234: queste varie forme di uranio si chiamano isotopi. Quando un isotopo non è stabile,si trasforma dando luogo alla radioattività:
l'isotopo si trasforma in qualcos altro emettendo delle particelle o delle radiazioni.
l'isotopo si trasforma in qualcos altro emettendo delle particelle o delle radiazioni.
Introduciamo due concetti importanti: il decadimento è praticamente la trasformazione di qualcosa in qualcos altro (con emissione quindi di radiazioni), mentre il tempo di dimezzamento è il tempo necessario a fare trasformare metà dei nuclei atomici considerati.
L'uranio 238 è molto abbondante sulla superficie terrestre e anche lui decade,ma con tempi di dimezzamento epocali: si parla del miliardo di anni, quindi emette continuamente.
L'idea è quindi quella di usare l'energia (enorme!) sprigionata dal decadimento degli isotopi di uranio e usarla per scaldare acqua.Niente di più facile (insomma...)
Visto che ormai ci siamo addentrati nell'ambito squisitamente scientifico,distinguiamo i reattori nucleari in base al combustibile usato.
I reattori classici usano Uranio 235, è l'unico isotopo fissile (divisibile) presente in natura.
I reattori autofertilizzanti usano l'Uranio 238 e il Torio232 (molto più presenti in natura rispetto l'Uranio235) trasformandoli in isotopi artificiali.
Che radiazioni e particelle vengono emesse durante il decadimento?
Si tratta di raggi X, raggi gamma, elettroni veloci, particelle alfa, particelle beta, protoni e neutroni. Quando passano attraverso la materia, la ionizzano: nel corpo umano la conseguenza è che molecole come il DNA possono subire danni, quindi non c'è assolutamente da scherzare. Il potere penetrante di queste radiazioni varia: più forte è,più forte deve essere il materiale che, assorbendo queste radiazioni, agisce da schermo.
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| Potere pentrante delle varie radiazioni |
Prendiamo i due casi estremi.
-Il fotone gamma è molto pentrante,e per schermarlo serve una bella lastra di 5 centimetri di piombo.Se la mano è prima della lastra è un guaio,se la mano è dopo la lastra non ci sono problemi
-la particella alfa è molto debole,viene addirittura schermata dai primi strati dell'epidermide del corpo umano (i primi strati dell'epidermide compongono lo strato corneo,è tutta pelle morta e ci protegge tutti i giorni da tutti gli agenti esterni): è la particella meno dannosa se la radiazione viene dall'esterno (naturalmente le considerazioni sono diverse se ho ingoiato una pillola di particelle alfa...)
Certamente uno degli argomenti più dibattuti e controversi è quello dei rifiuti radiattivi, verranno certamente trattati più approfonditamente...per ora facciamo solo una distinzione tra ciclo chiuso e ciclo aperto
-ciclo aperto: tutto il combustibile esausto viene stoccato
-ciclo chiuso: il combustibile esausto viene riprocessato e separato, e solo la parte realmente pericolosa viene stoccata e confinata geologicamente.
Ci sono tutti i prerequisiti per i nostri dibattiti: sicurezza, convenienza economica, sviluppo tecnologico. Parliamone tutti assieme.
Comunque il torio non è certo pappa da supermarket!Poi non ho capito che tipo di isotopi artificiali producono i reattori auto fertilizzanti!!
RispondiEliminaQuesto commento è stato eliminato dall'autore.
RispondiEliminaPrendiamo ad esempio l'Uranio 238. Direttamente da solo non è in grado di fissionare,ma se cattura un neutrone si ottiene Plutonio 239 che + detto isotopo artificiale in quanto non presente naturalmente sulla Terra. E' sicuramente una tecnologia interessantissima,perchè aumenterebbe di ordini di grandezza la riserva di combustibile nucleare presente!
RispondiEliminaNegli autofertilizzanti veloci la fertilizzazione avviene con plutonio, oltre a non essere entrati in commercio, hanno una tecnologia sfruttabile per realizzare armi(ovviamente non è un problema tecnico); ed insieme a quelli al torio non si capisce quali sono le scorie prodotte( sto cercando, ma non si trova nulla). Comunque un problema che si pone è la radioattività delle scorie, presente ,ovviamente, anche e soprattutto in isotopi artificiali. E' la logica che ci sta dietro che mi sta stretta, cioè utilizziamo una cosa che non è possibile riprodurre, cioè ancora peggio dei combustibili; inoltre stipiamo quantità di materiale radioattivo(ARTIFICIALE)accumulandolo sotto terra, molto più di quanto ha fatto la natura stessa. Per non parlare del fatto che i posti in cui verrà stipato il materiale saranno le regioni sottosviluppate, perché in questi lo smaltimento costerà meno e permetterà di ammortizzare i costi anche se già ottimali;inoltre, in questi territori la custodia delle scorie non sarà delle migliori...Insomma secondo me, a causa della nostra natura umana, si riproporranno le stesse problematiche geopolitiche imputabili al petrolio con l'aggravante che bisogna trovare il posto dove stipare il materiale e non dove prenderlo e la cosa non è certo bella come già Napoli ci ha insegnato!!!
RispondiEliminacaro salvo intanto mi fa molto piacere che hai aperto un tuo blog per mettere a disposizione di tutti le tue conoscenze in un paese che ha molto bisogno di questo tipo di informazione:-)
RispondiEliminadetto questo mi fa piacere partecipare esprimendo le mie opinioni (la mia riflessione sul nucleare nasce prima del referendum,ma adesso è arrivato il momento di esprimere la mia decisione andando a votare)ecco le mie perplessità che hanno portato alla mia decisione:
1)tempi che necessita una centrale nucleare per essere costruita(circa 50 mesi se non sbaglio, più tutta la trafila burocratica delle autorizzazioni per il suolo e per scegliere il sito adatto,considerando anche l'opposizione di diversi governatori delle varie regioni che sono a favore del nucleare però non lo vogliono a casa loro,tutto ciò va solo ad aumentare il numero di mesi per la realizzazione del tutto)diciamo quindi che i tempo sono abbastanza lunghi(questo tempo potrebbe essere utilizzato per ricercare fonti alternative),inoltre una volta costruita la centrale non si può più modificare o "aggiornare" con le nuove tecnologie che si possono sviluppare nel tempo;
2)pericolo di catastrofi,che se pure divenuto basso nei moderni impianti non è mai nullo,il ché comporterebbe un disastro irreversibile per l'ambiente e per l'uomo per tantissimi anni. Considerando che l'Italia è una zona altamente sismica non è difficile pensare ad una possibile catastrofe(è vero che quello che è successo in Giappone non è avvenuto per il terremoto,ma bensì per lo tsunami provocato dal terremoto che non ha permesso il processo di raffreddamento del reattore);
3)stoccaggio dei rifiuti,questo probabilmente è uno dei più grossi problemi,considerando che ancora nessun paese nel mondo è giunto ad un sistema di stoccaggio sicuro e definitivo per le scorie nucleari e questa è la causa primaria per cui molti paesi hanno interrotto la produzione di energia nucleare, nonostante i notevoli vantaggi che da essa si potrebbero ottenere. Essendo in Italia possiamo anche aspettarci un'amichevole partecipazione della mafia,camorra cosa nostra e ndrangheta, da non sottovalutare il ché porterebbe sicuramente ad uno smaltimento non del tutto "pulito" dei rifiuti...
Infine(spero di essermi espresso in modo chiaro) c'è chi dice che siamo circondati da centrali nucleari,ma a me questo non giustifica la costruzione di altre centrali in Italia(è come chi butta una carta per terra e dice tanto è pieno di cartaccie una in più una in meno cosa cambia?!?Personalmente non sono di questo parere).A me fa paura come faceva e te paura questa potenza “nucleare”,fa paura aggiungere un'altro tassello per distruggere questo mondo che già non è messo molto bene ma che può facilmente diventare peggio,fa paura la contaminazione tramite mille fonti che può arrivare facilmente in Italia anche con il disastro delle centrali giapponesi o di Cernobyl figuriamoci avendo le centrali anche dentro casa...spero che tu in quanto ingegnere energetico riesca a trovare una soluzione al nucleare con delle energie più pulite e meno dannose perché sono cosciente che l'energia serve ormai a tutti,però è giusto avere un occhio di riguardo all'ambiente. Sviluppiamo la ricerca e vedrei che qualcosa di buono ne esce.
Pino Pu.