Atomi ed energia nucleare

Esistono 103 tipi d’atomo, in grado di combinarsi tra loro per dare origine a tutte le sostanze chimiche che conosciamo.
Gli atomi in più hanno un nucleo composto di protoni, particelle positive e neutroni, particelle neutre, legate tra loro da una forza nucleare. Gli atomi si distinguono tra loro per il numero delle particelle positive del proprio nucleo. Ad esempio l’Idrogeno ne ha una sola mentre l’Uranio ne ha ben 235.
Per ottenere la fissione nucleare il nucleo viene bersagliato con delle particelle esterne; in questo modo si lascia sfuggire le 235 particelle positive che teneva compresse. Le particelle nello schizzare via generano molta energia cinetica che si trasforma in calore. Questo processo da luogo ad un’esplosione che può essere molto distruttiva, ma se tale processo avviene in maniera controllata gli effetti sono meno devastanti, e possono alimentare i reattori nucleari producendo energia elettrica.

La rottura del nucleo avviene a causa di una pioggia di particelle di neutroni con cui gli atomi sono bombardati dentro il reattore nucleare. Il processo è ciclico, siccome la rottura dei nuclei non libera solo l’energia, ma anche altre particelle: i neutroni pronti a colpire di nuovi altri nuclei, e così via.
Questo è quello che avviene anche dentro una bomba atomica solo che dentro i reattori nucleari il combustibile è disposto in modo da non poter mai innescare un’esplosione. Resta invece irrisolto il problema delle scorie radioattive, vale a dire quello che resta della fissione. Non è stato ancora risolto il problema di dove mettere le scorie radioattive, dato che emettono radiazioni mortali per centinaia di anni.

Il reattore nucleare può esplodere con la violenza di una bomba atomica, però il pericolo è il surriscaldamento della centrale. In condizione normali la centrale nucleare sfrutta il calore della fissione per mettere in moto le turbine che producono energia elettrica, come avviene in una normale centrale a carbone.
Un danno ai sistemi di controllo può provocare l’improvviso innalzamento della temperatura che causa un’esplosione termica.
Questo è quello che avvenne nel 1986 a Chernobyl. Infatti nel giro di pochi minuti un errore umano causò il blocco dei sistemi di raffreddamento provocando un’esplosione termica che scoperchiò il reattore e fece fuoriuscire una nube radioattiva alta un km e mezzo.
Oltre a questo gravissimo problema della sicurezza delle centrali nucleari c’è anche quello della possibilità che le scorie radioattive possano essere prese da qualunque paese per fabbricarne ordigni bellici di natura radioattiva.

La centrale elettronucleare è suddivisa in tre edifici: la sala macchine, gli edifici ausiliari e l’edificio contenente il reattore nucleare. La sala macchine è composta da una turbina a vapore, un alternatore con potenza massima di 840 MW alla tensione di 17000 V.
Il condensatore preleva acqua fredda, e una volta utilizzate e diventata calda, la scarica. Gli edifici ausiliari non sono altro che delle vasche che contengono gli scarti delle fissioni, in altre parole, il combustibile esaurito altrimenti chiamate scorie radioattive, pronte per essere trasportate nei più vicini impianti di ritrattamento. L’edificio contenente il reattore ha la forma di un cilindro alto quasi 70m. All’interno del reattore c’è il nocciolo, contenente il combustibile d’uranio e le barre per regolare la fissione. Questo è rivestito da acciaio inossidabile a sua volta protetto da un muro di cemento armato (spesso 1,2m e alto 22m),chiuso da un coperchio che si può togliere con una gru.