Concetti Chiave
- L'energia nucleare si genera attraverso reazioni nucleari, distintive dalle reazioni chimiche che coinvolgono solo scambi di elettroni.
- Le reazioni di scissione nucleare consistono nella frammentazione del nucleo, liberando energia cinetica e neutroni che alimentano una reazione a catena.
- Le reazioni di fusione nucleare, alla base dell'energia solare, convertono massa in energia secondo la formula di Einstein E=mc^2.
- Le centrali nucleari sono considerate una possibile soluzione all'effetto serra, poiché emettono pochi gas serra rispetto alle centrali termoelettriche.
- Nonostante i benefici, le centrali nucleari producono scorie radioattive e presentano rischi ambientali significativi in caso di incidenti.
Indice
Energia nucleare
L'Energia Nucleare è quel tipo di energia che si produce con le reazioni nucleari. Non confondere le reazioni chimiche con le reazioni nucleari.Le reazioni chimiche sono reazioni in cui si ha uno scambio di elettroni fra gli atomi che reagiscono e i nuclei rimangono inalterati. Le reazioni nucleari sono reazioni che interessano il nucleo il quale viene bombardato mediante particelle o altri nuclei. Esistono due tipi di reazioni nucleari: scissione e fusione.
Nella scissione un neutrone bombarda un nucleo, il quale si spezza, dando origine ad elementi diversi. Dalla scissione del nucleo di uranio si ottengono due frammenti pesanti e due neutroni. Sia i frammenti sia i neutroni cosi prodotti hanno un'elevata velocità, quindi possiedono energia cinetica. Con la rottura del nucleo di uranio si ha liberazione di energia cinetica. I neutroni liberati possono a loro volta, spezzare altri nuclei: si realizza allora una catena, che libera una certa quantità di energia ad ogni scissione.
Un altro tipo di reazione nucleare è la reazione di fusione che si ha quando la particella proiettile si unisce al nucleo comunicandogli la sua energia: nasce così un nuovo nucleo.
Reazioni di fusione nucleare sono all'origine dell'energia solare
Le elevatissime temperature e la pressione che esistono nel sole, spingono i protoni a combinarsi tra loro: così 4 protoni si fondono e formano un nucleo di un atomo di elio. La massa dell'atomo di elio, però, è leggermente inferiore a quella dei 4 protoni: la massa mancante si è trasformata in energia solare. Le reazioni di fusione nucleare che avvengono nel sole confermano la teoria di Einstein, secondo la quale esiste una equivalenza tra massa ed energia.E=mc^2
Centrali nucleari
Le centrali nucleari non emettono fumi, poiché non sfruttano il principio della combustione per la produzione di calore e non provocano quindi alcun inquinamento atmosferico. L'energia nucleare genera pochi gas serra contrariamente alle termoelettriche e quindi si è discusso dell'energia nucleare come soluzione all'effetto serra e come uno strumento importante per la lotta contro il riscaldamento climatico.Le associazioni ambientaliste non sono però d'accordo in quanto le centrali nucleari producono scorie radioattive e non si sa come smaltire. Inoltre, centrali nucleari, in caso di fuga di radiazioni, possono causare delle catastrofi ambientali che provocano danni alla trasmissione del patrimonio
genetico con la conseguente nascita di bambini handicappati, gravi malattie mortali come il cancro.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra reazioni chimiche e reazioni nucleari?
- Come si genera l'energia solare attraverso le reazioni di fusione nucleare?
- Quali sono i vantaggi delle centrali nucleari rispetto alle centrali termoelettriche?
- Quali sono le preoccupazioni ambientali legate alle centrali nucleari?
Le reazioni chimiche coinvolgono lo scambio di elettroni tra atomi senza alterare i nuclei, mentre le reazioni nucleari interessano il nucleo stesso, che viene bombardato da particelle o altri nuclei.
Nel sole, le elevate temperature e pressioni permettono ai protoni di fondersi formando un nucleo di elio, con una massa leggermente inferiore a quella dei protoni originali. La massa mancante si trasforma in energia solare, confermando l'equivalenza massa-energia di Einstein.
Le centrali nucleari non emettono fumi e producono pochi gas serra, rendendole una possibile soluzione all'effetto serra e un importante strumento nella lotta contro il riscaldamento climatico.
Le centrali nucleari producono scorie radioattive difficili da smaltire e, in caso di fuga di radiazioni, possono causare catastrofi ambientali con gravi conseguenze sulla salute umana, come malattie mortali e danni genetici.
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