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Habilis
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Concetti Chiave

  • I reattori nucleari controllano la reazione a catena per produrre energia termica convertibile in elettricità.
  • I neutroni emessi sono rallentati con l'uso di moderatori come idrogeno e carbonio per mantenere costante la reazione.
  • I reattori classici utilizzano uranio 235, costoso e raro, mentre nuovi studi puntano sull'uranio 238 più economico.
  • I reattori a uranio 238, detti reattori rapidi, richiedono neutroni veloci per la fissione.
  • Le radiazioni nucleari possono causare danni significativi alla salute se l'esposizione è molto superiore ai livelli naturali.

I reattori nucleari

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.
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.
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

  1. Qual è il ruolo dei moderatori nei reattori nucleari?
  2. I moderatori rallentano i neutroni emessi durante la reazione a catena, permettendo un controllo della reazione e la produzione di energia termica.

  3. Perché i reattori classici sono considerati poco economici?
  4. I reattori classici utilizzano l'uranio 235, che è raro e costoso, rendendo il processo meno economico rispetto ai reattori che usano uranio 238.

  5. Quali sono i rischi associati all'esposizione alle radiazioni nucleari?
  6. L'esposizione prolungata a radiazioni di alta intensità può causare gravi lesioni, come anemia, leucemia, alterazioni dei tessuti e tumori maligni.

Domande e risposte