Concetti Chiave
- L'energia nucleare proviene da reazioni nel nucleo atomico, in particolare dalla fissione e fusione nucleare, che generano elevate quantità di energia termica.
- La fissione nucleare divide nuclei di elementi pesanti, come l'uranio, liberando energia attraverso la trasformazione di massa, descritta dalla formula di Einstein E=mc².
- Un grammo di uranio può produrre fino a 25 milioni di kilowattora di energia, utilizzata per generare vapore e alimentare turbine nelle centrali nucleari.
- La fusione nucleare unisce atomi leggeri per formare nuclei più pesanti, generando più energia rispetto alla fissione, ma la tecnologia attuale non consente ancora reazioni controllate.
- Attualmente, nel mondo esistono circa 500 centrali nucleari attive, mentre l'Italia ha scelto di non utilizzare questa fonte energetica.
In questo appunto viene descritto che cosa sia l'energia nucleare, con analisi delle sue caratteristiche e della sua utilità. Si descrivono anche le reazioni a cui è sottoposta l'energia nucleare, tra queste ricordiamo la fissione o scissione nucleare e la fusione nucleare. Viene anche riportata la formula di Einstein.
Che cos'è l'energia nucleare
L’energia nucleare scaturisce da reazione che avvengono nel nucleo dell’atomo costituito da protoni (particelle a carica positiva ) e neutroni (particelle a carica neutra).Tali reazione permettono di ricavare una grandissima quantità di energia termica e posso essere di due tipi nell'ambito dell'energia nucleare: la fissione o scissione nucleare e la fusione nucleare.
Si ha una reazione di fissione quando, con opportuni sistemi, si riesce a dividere in due parti il nucleo atomico di un elemento pesante come l’uranio.
Ciò può avvenire scagliando, mediante complesse apparecchiature, neutroni contro il nucleo che viene spaccato. Come risultato si ha la creazione di due atomi più piccoli e contemporaneamente l’emissione di una grandissima quantità di energia. Questo è dovuto al fatto che una parte della massa del nucleo diviso si trasforma in energia, in quantità calcolabile con la famosa formula di Einstein E=mc2 nella quale:
- E è l’energia prodotta
- m è la massa trasformata
- c2 è la velocità della luce al quadrato
Questa energia opportunamente sfruttata, permette di produrre vapore acqueo utile a far girare le turbine con le quali ottenere energia.
per ulteriori approfondimenti sull'energia nucleare vedi anche qua
Altri aspetti
La reazione di fusione nell'ambito dell'energia nucleare segue un procedimento inverso a quello di fissione: invece di dividere in due parti un atomo pesante si fa in odo di unire due atomi leggeri per formarne uno più pesante.
E’ il tipo di reazione che si genera nelle stelle :essa sviluppa una quantità di energia molto più elevata della reazione di fissione e, considerato che l’elemento necessario per realizzarla è l’idrogeno (H) che si trova sulla Terra in quantità virtualmente illimitate, costituisce un sistema che può rappresentare la soluzione di tutti i problemi energetici della Terra.
Purtroppo la tecnologia non permette ancora la fusione nucleare controllata a causa delle altissime temperature necessarie per avviare la reazione.
Nelle centrali nucleari il calore prodotto serve a vaporizzare l’acqua che girare le turbine esattamente come avviene nelle centrali a combustibile.
La differenza è nel modo di produrre il calore che deriva da reazioni atomiche di fissione. L’ Italia ha per ora rinunciato a servirsi di questa fonte ma nel mondo vi sono almeno 500 centrali in funzione.
Domande da interrogazione
- Quali sono i due principali tipi di reazioni nucleari?
- Come avviene la fissione nucleare e quale energia produce?
- Qual è la differenza tra fissione e fusione nucleare?
- Perché la fusione nucleare è considerata una potenziale soluzione ai problemi energetici della Terra?
Le due principali reazioni nucleari sono la fissione o scissione nucleare, che divide un nucleo atomico pesante, e la fusione nucleare, che unisce due atomi leggeri per formarne uno più pesante.
La fissione nucleare avviene dividendo il nucleo di un elemento pesante, come l'uranio, mediante neutroni, producendo due atomi più piccoli e una grande quantità di energia, calcolabile con la formula di Einstein E=mc².
La fissione nucleare divide un atomo pesante, mentre la fusione nucleare unisce due atomi leggeri per formarne uno più pesante, generando una quantità di energia molto più elevata.
La fusione nucleare, che utilizza l'idrogeno come combustibile, potrebbe risolvere i problemi energetici della Terra grazie alla sua abbondanza, ma attualmente non è possibile controllarla a causa delle altissime temperature necessarie.
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