Concetti Chiave
- I reattori nucleari controllano la reazione a catena rallentando l'emissione di neutroni, permettendo di trasformare l'energia termica in elettricità.
- I moderatori, come idrogeno e grafite, sono utilizzati per rallentare i neutroni e mantenere costante la reazione a catena nei reattori nucleari.
- I reattori moderni stanno evolvendo verso l'uso di uranio 238, più abbondante e meno costoso rispetto all'uranio 235, richiedendo neutroni rapidi per la fissione.
- L'esposizione a radiazioni di intensità media per lungo tempo non mostra effetti sulla salute, mentre esposizioni elevate possono causare gravi danni agli organismi viventi.
- I rischi associati alle radiazioni nucleari includono anemia, leucemia e tumori maligni, specialmente dopo esposizioni prolungate a livelli elevati.
Come funziona un reattore nucleare?
Per regolare la reazione a catena e per impedire la proliferazione dei neutroni, si usano degli impianti chiamati reattori nucleari o pile atomiche. Il reattore nucleare può essere paragonato al focolare di una caldaia, in cui la combustione è sostituita dal processo di fissione.
Nel reattore la reazione a catena è controllata in maniera che l'emissione dei neutroni sia talmente rallentata e regolare da poterla gradualmente sfruttare, In questo modo si ottiene energia termica che può essere trasformata in elettricità.
Moderatori e reattori storici
La reazione di mantiene costante soltanto se i neutroni emessi vengono rallentati al di sotto della velocità iniziale che è formidabile. Per rallentarli, i neutroni vengono fatti urtare direttamente contro particelle di altre sostanze introdotte nella pila , in modo che perdano energia. Le sostanze che provocano il rallentamento dei neutroni si chiamano moderatori. Oltre all'idrogeno sono moderatori: l'idrogeno pesante e il carbonio. Nel primo reattore atomico, realizzato a Chicago nel 1942 sotto la guida di Fermi, come moderatore si adoperò la grafite.
Reattori moderni e rischi delle radiazioni
I reattori classici però risultano poco economici perchè impiegano come combustibile l'uranio 235 che è raro e quindi molto costoso. Oggi gli scienziati studiano nuovi reattori che consumano come combustibile l'uranio 238, più abbondante in natura e quindi di minor costo. L'uranio 238 non si fissione con neutroni lenti, ma richiede neutroni rapidi, lasciati cioè alla velocità con cui vengono emessi. Tali reattori a uranio 238 sono perciò detti reattori rapidi. E' noto che le radiazioni nucleari possono causare danni agli organismi viventi. In base alle esperienze acquisite, si può affermare che l'esposizione frequente di persone adulte, per molti anni, a radiazioni di intensità media cento volte superiore a quella dei materiali radioattivi naturali, non producono effetti osservabili sulla salute. Se invece si tratta di esposizione per tempo prolungato a radiazione di intensità parecchie migliaia di volte superiori a quelle delle sorgenti naturali, si verificano lesioni gravi. Fra le possibili conseguenze si citano, l'anemia, la leucemia, le alterazioni nella struttura dei tessuti, i tumori maligni.
Domande da interrogazione
- Come funziona un reattore nucleare per generare energia?
- Quali sono i moderatori utilizzati nei reattori nucleari e qual è il loro scopo?
- Quali sono i rischi associati all'esposizione alle radiazioni nucleari?
Un reattore nucleare regola la reazione a catena per controllare l'emissione di neutroni, trasformando l'energia termica prodotta dalla fissione in elettricità.
I moderatori, come l'idrogeno, l'idrogeno pesante e il carbonio, rallentano i neutroni emessi per mantenere costante la reazione nucleare, come dimostrato nel primo reattore atomico del 1942 che utilizzava la grafite.
L'esposizione prolungata a radiazioni di intensità molto alta può causare gravi danni agli organismi viventi, inclusi anemia, leucemia e tumori maligni, mentre esposizioni a intensità media per anni non mostrano effetti osservabili sulla salute.
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