Tecnica: l'energia nucleare

TECNICA: L'ENERGIA NUCLEARE

L'energia nucleare è una forma d'energia che deriva da profonde modificazioni dalla struttura stessa della materia.

La materia può trasformarsi in energia secondo la legge fisica, scoperta dallo scienziato Albert Einstein, che viene espressa dalla formula: E=mxC². Da essa si ricava che la quantità d'energia prodotta (E) è uguale alla massa di materia trasformata (m) moltiplicata per una costante (C²) che corrisponde al quadrato della velocità della luce (300.000 km/s) ². Le scoperte della scienza e le applicazioni della tecnica hanno finora permesso di sfruttare questo principio in forma molto limitata: nei processi nucleari attualmente conosciuti, solo una piccolissima parte dalla materia si trasforma in energia. Due sono i processi che possono produrre energia nucleare:

la fissione o scissione nucleare,

la fusione nucleare.

La fissione o scissione nucleare consiste nella disintegrazione del nucleo dell'atomo di alcuni elementi, detti fissili, per mezzo di piccolissime particelle (neutroni) che lo colpiscono e lo spezzano in due nuclei più leggeri. Durante questo processo una parte della materia si è trasformata in energia. L'elemento fissile usato nelle centrali è l'Uranio235, che è presente però solo in una piccola percentuale, il sette per mille, nell'Uranio naturale. L'Uranio naturale deve perciò essere "arricchito" con complesse operazioni, in modo che la percentuale di Uranio 235 arrivi intorno al tre per cento.

La fusione nucleare consiste nell'unione di nuclei di atomi leggeri per formare nuclei più pesanti: in un certo senso è il processo inverso di quello precedentemente descritto della scissione nucleare. Quando due nuclei leggeri (deuterio e trizio) sono spinti con forza l'un contro l'altro, possono saldarsi, "fondersi" insieme e formare un solo nucleo (elio) il quale, però, risulta un po' meno pesante della somma degli altri due. La quantità di materia mancante si è trasformata in energia.

Il principio di funzionamento di una centrale nucleare è il seguente: nel reattore dove si trova il combustibile nucleare, formato da pastiglie di uranio, avviene una fissione controllata. Il calore prodotto dalla fissione serve a generare vapore surriscaldato che mette in rotazione una turbina a vapore, collegata a un generatore di corrente, l'alternatore: si ottiene così energia elettrica. Il controllo della fissione avviene mediante opportune barre di controllo: quando si vuole diminuire la potenza della caldaia, o spegnerla addirittura, s'inseriscono di più o di meno le barre di controllo. In caso di guasto o di situazione anormale vengono inserite automaticamente.

Un problema molto grave sono le scorie nucleari e come smaltirle. Fin dall'inizio gli scienziati hanno cercato delle risposte al problema dello smaltimento delle scorie. Attualmente la soluzione più adatta sembra quella di seppellirle in depositi scavati nella roccia a centinaia di metri di profondità. I problemi che si presentano a questo progetto sono essenzialmente due:

il comportamento delle acque sotterranee che potrebbero compromettere l'isolamento dei depositi;

l'instabilità del terreno in seguito a movimenti sismici o ad attività vulcanica.