Concetti Chiave
- Esistono 103 tipi di atomi, distinti per il numero di protoni nel nucleo, fondamentale per la formazione delle sostanze chimiche.
- La fissione nucleare avviene quando il nucleo di un atomo viene bombardato da neutroni, liberando energia e innescando un processo ciclico di reazione.
- I reattori nucleari possono esplodere come una bomba atomica se il surriscaldamento non viene controllato, come accadde a Chernobyl nel 1986.
- Le scorie radioattive rappresentano un grave problema ambientale e di sicurezza, poiché emettono radiazioni per centinaia di anni e possono essere utilizzate per creare armi nucleari.
- Una centrale nucleare è composta da tre edifici: la sala macchine, gli edifici ausiliari per le scorie e l'edificio del reattore, protetto da acciaio e cemento armato.
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.
Processo di fissione nucleare
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.
Problemi delle scorie radioattive
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.
Reattore nucleare
Funzionamento del reattore nucleare
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.
Struttura della centrale elettronucleare
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.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali componenti di un atomo?
- Come avviene il processo di fissione nucleare?
- Qual è il problema principale legato alle scorie radioattive?
- Quali sono i rischi associati al funzionamento di un reattore nucleare?
- Com'è strutturata una centrale elettronucleare?
Un atomo è composto da un nucleo che contiene protoni, particelle positive, e neutroni, particelle neutre, legati da una forza nucleare.
La fissione nucleare si ottiene bersagliando il nucleo con particelle esterne, liberando energia cinetica e generando calore, che può portare a un'esplosione se non controllato.
Il problema delle scorie radioattive è che emettono radiazioni mortali per centinaia di anni e non è stato ancora risolto il problema di dove stoccarle in sicurezza.
I rischi includono il surriscaldamento della centrale, che può portare a esplosioni termiche, come accaduto nel disastro di Chernobyl nel 1986.
Una centrale elettronucleare è composta da tre edifici: la sala macchine, gli edifici ausiliari per le scorie e l'edificio contenente il reattore nucleare, che è protetto da acciaio inossidabile e cemento armato.
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