Concetti Chiave
- L'energia nucleare si ottiene principalmente attraverso la fissione e la fusione nucleare, con la fissione usata nei reattori per generare elettricità e la fusione ancora in fase di sviluppo per applicazioni pacifiche.
- Nella fissione nucleare, i nuclei atomici di elementi come l'uranio si dividono, rilasciando una grande quantità di energia attraverso una reazione a catena controllata nei reattori.
- La fusione nucleare, che avviene tra nuclei di elementi leggeri come l'idrogeno, ha il potenziale di fornire una fonte di energia inesauribile, nonostante i reattori a fusione commerciali non siano ancora disponibili.
- L'energia nucleare offre molti benefici, tra cui applicazioni in esplorazione spaziale, sterilizzazione medica e desalinizzazione dell'acqua, ma comporta alti costi iniziali e complessità strutturale.
- Nonostante l'alto costo di costruzione delle centrali nucleari, una volta operative, offrono vantaggi economici grazie ai bassi costi del carburante rispetto ai combustibili fossili.
Indice
Energia nucleare
L'energia nucleare, chiamata anche energia atomica, è quella che viene rilasciata in quantità significative nei processi che influenzano i nuclei atomici, i nuclei densi di atomi. Un metodo per rilasciare energia nucleare è la fissione nucleare controllata in dispositivi chiamati reattori, che ora operano in molte parti del mondo per la produzione di elettricità. Un altro metodo per ottenere energia nucleare è la fusione nucleare controllata.
L'energia nucleare è stata rilasciata in modo esplosivo sia dalla fusione nucleare che dalla fissione nucleare.
Nella fissione nucleare il nucleo di un atomo, come quello dell'uranio o del plutonio. Si divide in due nuclei più leggeri di massa approssimativamente uguale. Il processo può avvenire spontaneamente in alcuni casi o può essere indotto dall'eccitazione del nucleo con una varietà di particelle (ad es. Neutroni, protoni, deuteroni o particelle alfa) o con radiazione elettromagnetica sotto forma di raggi gamma . Nel processo di fissione viene rilasciata una grande quantità di energia, si formano prodotti radioattivi e vengono emessi diversi neutroni. Questi neutroni possono indurre fissione in un nucleo vicino di materiale fissile e rilasciare più neutroni che possono ripetere la sequenza, causando una reazione a catena in cui un gran numero di nuclei subisce fissione e un'enorme quantità di energia viene rilasciata. Se controllata in un reattore nucleare, tale reazione a catena può fornire energia a beneficio della società. Se incontrollato, come nel caso della cosiddetta bomba atomica, può portare a un'esplosione di una forza distruttiva impressionante.
La fusione nucleare
La fusione nucleare è il processo mediante il quale le reazioni nucleari tra elementi luminosi formano elementi più pesanti. Nei casi in cui i nuclei interagenti appartengono ad elementi con bassi numeri atomici (ad esempio idrogeno, numero atomico 1, o suoi isotopi deuterio e trizio ), vengono rilasciate notevoli quantità di energia. Il vasto potenziale energetico della fusione nucleare fu sfruttato per la prima volta nelle armi termonucleari, o bombe all'idrogeno, che furono sviluppate nel decennio immediatamente successivo alla Seconda Guerra Mondiale. Le potenziali applicazioni pacifiche della fusione nucleare, specialmente in vista della fornitura essenzialmente illimitata di combustibile per fusione sulla Terra, hanno incoraggiato un immenso sforzo per sfruttare questo processo per la produzione di energia. Sebbene i pratici reattori a fusione non siano stati ancora realizzati, le condizioni necessarie per la temperatura del plasma e l'isolamento termico sono state ampiamente raggiunte, suggerendo che l'energia di fusione per la produzione di energia elettrica è ora una seria possibilità. I reattori a fusione commerciale promettono una fonte inesauribile di elettricità per i paesi di tutto il mondo. I benefici dell'energia nucleare sono diversi:. Esplorazione spaziale delle potenze nucleari, sterilizzazione di apparecchiature mediche, fornitura di acqua potabile mediante desalinizzazione, fornitura di radioisotopi per il trattamento del cancro e molto altro. Dal punto di vista dei costi, le centrali nucleari sono più grandi e più complicate di altre centrali elettriche. Molti sistemi di sicurezza sono costruiti per mantenere l'impianto in sicurezza. Questa complessità fa sì che il costo iniziale di una centrale nucleare sia molto più elevato rispetto a una centrale a carbone comparabile. Una volta che l'impianto è stato costruito, i costi del carburante sono molto inferiori a quelli dei combustibili fossili. In generale, più vecchia diventa una centrale nucleare, più soldi guadagnano i suoi operatori. L'elevato costo di capitale impedisce a molti investitori di accordarsi sul finanziamento di centrali nucleari.
A cura di Anny.
per approfondimenti vedi anche:
Energia Nucleare - Fissione e Fusione
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra fissione nucleare e fusione nucleare?
- Quali sono le applicazioni pacifiche dell'energia nucleare?
- Quali sono i vantaggi economici delle centrali nucleari rispetto a quelle a combustibili fossili?
- Perché la fusione nucleare è considerata una promettente fonte di energia futura?
- Quali sono le sfide principali nella realizzazione di reattori a fusione pratici?
La fissione nucleare divide il nucleo di un atomo in due nuclei più leggeri, mentre la fusione nucleare unisce nuclei leggeri per formare nuclei più pesanti, rilasciando energia in entrambi i processi.
Le applicazioni pacifiche includono l'esplorazione spaziale, la sterilizzazione di apparecchiature mediche, la desalinizzazione dell'acqua, e la fornitura di radioisotopi per il trattamento del cancro.
Sebbene il costo iniziale di costruzione sia elevato, i costi del carburante per le centrali nucleari sono molto inferiori rispetto ai combustibili fossili, rendendole più economiche nel lungo termine.
La fusione nucleare promette una fonte inesauribile di elettricità grazie all'abbondanza di combustibile per fusione sulla Terra e alle condizioni di temperatura e isolamento termico già raggiunte.
Le sfide includono il raggiungimento delle condizioni necessarie per la temperatura del plasma e l'isolamento termico, nonostante i progressi significativi in queste aree.
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