L’ENERGIA NUCLEAREL’ENERGIA NUCLEARE• Una enorme fonte di energia: la fissione nelle centrali

• Una fonte di luce e di calore: la fusione nelle stelle

• Una minaccia per la tranquillità dell’uomo: la bomba atomica

LA PROTAGONISTA INDISCUSSA DEL NOSTRO SECOLO

LA FISSIONE NUCLEARELA FISSIONE NUCLEARE

• COSA SIGNIFICA FISSIONE?COSA SIGNIFICA FISSIONE?• COME FUNZIONA LA FISSIONE?COME FUNZIONA LA FISSIONE?• QUALE ELEMENTO E’ USATO PER IL PROCESSO?QUALE ELEMENTO E’ USATO PER IL PROCESSO?• LA FISSIONE DELL’URANIO 238LA FISSIONE DELL’URANIO 238• REAZIONE A CATENAREAZIONE A CATENA• EFFETTI COLLATERALIEFFETTI COLLATERALI

COSA SIGNIFICA FISSIONE?COSA SIGNIFICA FISSIONE?

Da fendere = RompereDa fendere = Rompere

Ciò che viene rotto sono i nuclei di elementi pesanti mediante un bombardamento di neutroni

COME FUNZIONA LA FISSIONE?COME FUNZIONA LA FISSIONE?

– Bombardamento Nuclei di elementi più leggeriBombardamento Nuclei di elementi più leggeri– Emissione di Energia ∆E = 3 x 10 Emissione di Energia ∆E = 3 x 10 -11 -11 JJ

– Emissione di radiazioni varieEmissione di radiazioni varie– Emissione di neutroni che andranno a fissionareEmissione di neutroni che andranno a fissionare

1 Kg Uranio = 2,5 x 10 25 atomi = TANTISSIMA ENERGIA

QUALE ELEMENTO E’ USATO PER QUALE ELEMENTO E’ USATO PER IL PROCESSO?IL PROCESSO?

• URANIO è il più comuneURANIO è il più comune

• 234

• 235 il più adatto

• 238 il più usato

- Ha tre isotopi

LA FISSIONE DELL’URANIO 238LA FISSIONE DELL’URANIO 238

• Prima fissionePrima fissione– Nuclei più leggeriNuclei più leggeri– RadiazioniRadiazioni– Neutroni velociNeutroni veloci

Da rallentare

MODERATORI:

-Fatti da nuclei di elementi leggeri

- Fatti da nuclei che non assorbono neutroni

- In grande quantità

REAZIONE A CATENAREAZIONE A CATENA

Fissione = Neutroni = Fissione… = REAZIONE A CATENA

Si auto sostiene purché vi sia la

MASSA CRITICA

EFFETTI COLLATERALIEFFETTI COLLATERALI

• PRODUZIONE DI ELEMENTI PERICOLOSI

PLUTONIO • Velenoso

• Radioattivo 160.000 anni per renderlo inoffensivo

LA FISSIONE NELLE CENTRALILA FISSIONE NELLE CENTRALI

• IL PRINCIPIOIL PRINCIPIO• CONDIZIONI NECESSARIE PER SFRUTTARE L’ENERGIACONDIZIONI NECESSARIE PER SFRUTTARE L’ENERGIA• GLI STRUMENTI GLI STRUMENTI • CENTRALI NEL MONDOCENTRALI NEL MONDO

IL PRINCIPIOIL PRINCIPIO

• Un fornello genera caloreUn fornello genera calore• Il calore viene scambiato con una sostanzaIl calore viene scambiato con una sostanza• La sostanza acquista energia termica e La sostanza acquista energia termica e

muove delle turbinemuove delle turbine• Le turbine sono collegate ad un Le turbine sono collegate ad un

alternatore che produce CORRENTEalternatore che produce CORRENTE

CONDIZIONI NECESSARIE PER CONDIZIONI NECESSARIE PER SFRUTTARE L’ENERGIASFRUTTARE L’ENERGIA

• Molti nuclei Molti nuclei • Fissione simultaneaFissione simultanea• Reazione a catena controllata e continuaReazione a catena controllata e continua

GLI STRUMENTIGLI STRUMENTI

• Fornello per Fornello per reazione a catenareazione a catena

• Sistema di Sistema di estrazione del estrazione del calorecalore

• Schermatura per le Schermatura per le radiazioniradiazioni

• Sistemi di Sistemi di regolazioneregolazione

CENTRALI NEL MONDOCENTRALI NEL MONDO 438438 Le centrali nel mondo

USA con 104

Francia con 59

Giappone con 53

Paesi con più centrali

16% del fabbisogno globale è soddisfatto dall’energia nucleare

76% il fabbisogno francese soddisfatto dalle centrali nucleari

GLI INCIDENTI NUCLEARIGLI INCIDENTI NUCLEARI

• Kyshtym ( URSS 1957 )Kyshtym ( URSS 1957 )• Sellafield ( Gran Bretagna 1957 )Sellafield ( Gran Bretagna 1957 )• Three Mile Island ( Usa 1969 )Three Mile Island ( Usa 1969 )• Chernobyl ( URSS 1986 )Chernobyl ( URSS 1986 )• Tokaimura ( Giappone 1999 )Tokaimura ( Giappone 1999 )

LA FUSIONE NUCLEARELA FUSIONE NUCLEARE

Nel sole e in tutte le stelleNel sole e in tutte le stelle

Necessaria ALTISSIMA TEMPERATURA E PRESSIONE

Nucleo leggero + Nucleo leggero = Nucleo pesante + Neutrone + E

DEUTERIO TRIZIO ELIO

E = Calore e Luce

LA BOMBA ATOMICALA BOMBA ATOMICA

• BOMBE ABOMBE A • BOMBE HBOMBE H

Principio di fissione Principio di fusione

EFFETTI: • Immediato e fortissimo riscaldamento dell’ambiente

• Onda radioattiva della durata di 90 secondi

• Radioattività residua

19451945

Alleati a Postdam: invio intimazione di resa

• 6 Agosto Hiroshima

• 9 Agosto Nagasaki

• 26 Luglio

ITALO SVEVO:UNA PREVISIONE ITALO SVEVO:UNA PREVISIONE AGGHIACCIANTEAGGHIACCIANTE ““Quando i gas velenosi non basteranno Quando i gas velenosi non basteranno più, un uomo fatto come tutti gli altri, più, un uomo fatto come tutti gli altri,

nel segreto di una stanza di questo nel segreto di una stanza di questo mondo, inventerà un esplosivo mondo, inventerà un esplosivo

incomparabile, in confronto al quale gli incomparabile, in confronto al quale gli esplosivi attualmente esistenti saranno esplosivi attualmente esistenti saranno

considerati innocui giocattoli. Ed un considerati innocui giocattoli. Ed un altro uomo fatto anche lui come tutti gli altro uomo fatto anche lui come tutti gli altri, ma degli altri un po’ più ammalato, altri, ma degli altri un po’ più ammalato, ruberà tale esplosivo e s’arrampicherà ruberà tale esplosivo e s’arrampicherà

al centro della terra per porlo ove il suo al centro della terra per porlo ove il suo effetto potrà essere massimo. Ci sarà effetto potrà essere massimo. Ci sarà

un’esplosione enorme che nessuno udrà un’esplosione enorme che nessuno udrà e la terra ritornata alla forma di e la terra ritornata alla forma di nebulosa errerà nei cieli priva di nebulosa errerà nei cieli priva di

parassiti e di malattie”parassiti e di malattie”