APPUNTI DI TECNOLOGIA

01

ENERGIA NUCLEAREFissione nucleareFusione nucleareCentrali nucleari

Vantaggi - SvantaggiProduzione

01b

EN. NUCLEARE: MAPPA CONCETTUALE

02

EN. NUCLEARE: FISSIONE NUCLEARE

La fissione o scissione nucleare consistenella divisione di un atomo pesante in atomipiù leggeri. Nello specifico un atomo di Uranio(U235) viene bombardato da un neutronedividendosi in due atomi leggeri, bario (Ba137)e cripto (Kr84) come scorie radioattive,rilasciando due o tre neutroni (cheinnescheranno la reazione a catena) egenerando energia nucleare sotto forma dicalore, secondo la formula di Albert Einstein E= mc2 doveE: energia nucleare prodotta dalla fissionenucleare (calore);m: differenza di massa tra U235 e la somma diBa137 e Kr84 e n.2 neutroni;235 - (137+84+2) = 12 (differenza di massa);c2: velocità della luce al quadrato, 300.000Km/sec (costante).

Un grammo di U235 sprigiona un'energia equivalente a quella

che si ottiene bruciando 20 quintali

di petrolio!

03

La fusione nucleare consistenell'unione di due atomi leggeri(isotopi* dell'idrogeno H) performare un atomo pesante. Nellospecifico gli atomi di deuterio (Do H2) e trizio (T o H3) siuniscono grazie a temperatureelevate (come nel sole, milioni digradi) formando un atomopesante l'elio (He4), unneutrone ed energia nucleare

EN. NUCLEARE: FUSIONE NUCLEARE

sotto forma di calore, secondo la formula di Albert Einstein E = mc2 doveE: energia nucleare prodotta dalla fusione nucleare (calore);m: differenza di massa tra la somma del Deuterio e Trizio e la sommadell'Elio e n.1 neutroni;c2: velocità della luce al quadrato, 300.000 Km/sec. (costante)

L'energia prodotta dalla fusione nucleare è 10 volte superiore a quella prodotta dalla fissione nucleare!

L' H è l'elemento più diffuso in natura

04

EN. NUCLEARE: CENTRALI NUCLEARI A FISSIONE

Una centrale nucleare tradizionale funziona con il processo di fissionenucleare. Il suo funzionamento può essere schematizzato nel seguentemodo.

05

EN. NUCLEARE: CENTRALI NUCLEARI A FISSIONE

Nelle centrali nucleari il combustibileimpiegato è l'U235 che si presenta comedelle piccole pastiglie tipo pellets. Vienedefinito per convenzione "combustibile"per l'alto calore che si genera dalla fissionenucleare, ma non avviene nessunacombustione.Nel nocciolo, riempito di acqua, vengonoinserite le pastiglie di uranio e qui avviene lafissione nucleare (reazione a catena). Percontrollare la reazione di fissione (evitare laproduzione di temperature troppo elevateche potrebbero far esplodere la centrale ofondere il nocciolo) vengono usate dellebarre di controllo in cadmioche catturano i neutroni sprigionati dalla reazione. Il calore prodottoriscalda l'acqua del nocciolo generando vapore che viene inviato,attraverso delle condotte, alle turbine e successivamente al condensatore;l'alternatore poi produce l'energia elettrica.

06

EN. NUCLEARE: CENTRALI NUCLEARI A FISSIONE

Dalla fissione nucleare si generano delle scorieradioattive che rimangono pericolose per l'uomo percirca 250.000 anni, il Cripto (gassoso) ed il Bario(solido). Particolare attenzione viene quindi riposta nelloro stoccaggio e smaltimento. I siti più idonei sarebberodelle cavità nel sottosuolo in zone geologicamentestabili. La tecnologia attualmente a disposizione nepermette l'isolamento in appositi contenitori sigillati echiusi in camere di contenimento, realizzateprincipalmente in cemento, a 500-1.000 m di profondità.I principali centri di stoccaggio europei sono:

o Le Hague (Francia), Sellafield (Gran Bretagna)

o Oskarshamn (Svezia) Olkiluoto (Finlandia)

In tutto il mondo è stato però identificato soltanto un sito "sicuro" per ospitare in profondità le scorie (deposito geologico) per migliaia di anni. Si trova in una zona desertica nel New Mexico (Usa),

07

EN. NUCLEARE: CENTRALI NUCLEARI A FUSIONELa difficoltà nel generare energianucleare dalla fusione nucleare derivadal fatto che per far avvenire lafusione tra il Deuterio ed il Trizio sononecessarie temperature elevate comesul sole (milioni di gradi).In via sperimentale è stato realizzatoun reattore, il Tokamak, nel qualeavviene la fusione nucleare.Le alte temperature generate ed inparte utili per proseguire la fusionevengono confinate in un campomagnetico.Parte del calore prodotto dallareazione, viene invece ceduto a unoscambiatore (come avviene nelle centrali nucleari convenzionali) dove siproduce il vapore che viene inviato, attraverso delle condotte, alle turbinee successivamente al condensatore; l'alternatore poi produce l'energiaelettrica che viene immessa in rete.

08

EN. NUCLEARE: VANTAGGI - SVANTAGGI

EN. NUCLEARE(uranio)

EN. TERMICA(calore)

EN. CINETICA(vapore)

Le trasformazioni energetiche che si verificano in una centrale nucleare afissione possono essere così sintetizzate:

VANTAGGI SVANTAGGI

Riduzione costo energia elettrica Fonte esauribile (uranio)

Non inquina(no emissioni CO2)

Produzione e smaltimento di scorie radioattive

Ottima produzione di energia elettrica

Costi realizzazione centrali elevati e tempi molto lunghi (20 anni)

EN. MECCANICA(turbina a vapore)

EN. ELETTRICA(alternatore)

09

EN. NUCLEARE: PRODUZIONE

Secondo i dati del 2008 le centrali nucleari hanno

fornito circa il 13%dell'energia elettrica

mondiale (25% in Europa). Nel mondo sono attive 439 centrali nucleari e lo stato con la maggior

produzione di energia elettrica con il nucleare è

la Francia con il 75%.

●Superquark: https://youtu.be/dvWmx7o4WLY● https://youtu.be/tikiih1ag2M●Energia nucleare in 14 minuti● https://youtu.be/bA9r1UWwQlU●Fissione: https://youtu.be/YvbR-tJ47xs●Funzionamento centrale nucleare:

https://youtu.be/7Qu4wYYbVrg

FAI UNA RICERCA SULLE CENTRALINUCLEARI AL TORIO CON VANTAGGI ESVANTAGGI

EN. NUCLEARE: LINK VIDEO