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Energia nucleare
- 1. Energia Unit di apprendimento Appunti di tecnologia Prof. Chiarenza Unit Didattica 06 Energia nucleare
- 2. Energia Energia nucleare Uranio 238 Materiali nucleari Uranio 235 arricchito al 3% (scopi civili) arricchito al 90% (scopi bellici) Appunti di tecnologia Prof. Chiarenza Inquinamento radioattivo Incidenti con fuga materiale radioattivo Smaltimento scorie radioattive Fissione Procedimenti Uranio 235 deuterio + trizio = elio Fusione (100 milioni di gradi)
- 3. Cos竪 lenergia nucleare home Lenergia nucleare 竪 quella che si libera nelle reazioni che coinvolgono le particellle che formano il nucleo dellatomo. Nel 1905 A. Einstein enunci嘆 la sua teoria dellequivalenza tra materia e energia (E=mc族) che permette di calcolare quanta energia si ottiene da una certa quantit di materia. Per ricavare energia dal nucleo dellatomo esistono due procedimenti: - la fissione (divisione) di un nucleo pesante come quello delluranio; - la fusione (unione) di nuclei leggeri come quelli dellidrogeno.
- 4. Cos竪 luranio home Luranio si ricava dalluranite, un minerale che contiene 99% di uranio 238 non fissile e 1% di uranio 235 che 竪 fissile e radioattivo. Con un procedimento di arricchimento si pu嘆 portare la percentuale delluranio fissile al 3% per utilizzarlo nei reattori nucleari.
- 5. Schema fissione nucleare home Un neutrone viene sparato contro un nucleo di uranio 235 che si spacca in due frammenti e lascia liberi altri tre neutroni. Durante la fissione una piccola parte di materia sparisce e si trasforma in energia. Se accanto al primo atomo di uranio 235 ve ne sono molti altri si pu嘆 ottenere una reazione a catena.
- 6. Bomba atomica home Bomba atomica: 竪 un involucro che contienemateriale fissile arricchito al 90% circa. In questo caso la reazione a catena avviene in una frazione di secondo liberando una quantit enorme di energia. La prima bomba atomica fu fatta esplodere dagli americani nel 1945 nel deserto di Alamogordo.
- 7. Reattore nucleare home Reattore nucleare: 竪 un contenitore cilindrico in acciaio dove viene fatta bollire lacqua per trasformarla in vapore. Lenergia viene fornita dalle pastiglie di uranio che contengono circa il 3% di materiale fissile.
- 8. E una centrale termoelettrica che ha come caldaia un reattore nucleare per la produzione del vapore. La centrale funziona con uranio arricchito al 3% di materiale fissile che viene caricato circa una volta allanno. home Centrale nucleare
- 9. Lacqua calda proveniente dal condensatore entra nella torre di raffreddamento attraverso un grosso tubo r viene distribuita in tubazioni con molti fori che la fanno cadere da unaltezza di circa 12 metri. Il vapore acque satura linterno della torre e comincia a salire creando una corrente ascensionale che richiama aria fredda dal basso. Laria fredda incontra gli zampilli di acqua raffreddandoli. home Torre di raffreddamento
- 10. Rischi per lambiente home Le centrali nucleari, una volta costruite, non emettono anidride carbonica nellatmosfera, ma presentano due tipi di rischi: - incidente al reattore con fuga di materiale radioattivo che viene disperso nellaria, per poi ricadere sul terreno anche a molta distanza inquinandolo in modo grave o molto grave; - smaltimento delle scorie radioattive che potrebbero inquinare il terreno dove sono sepolte, problema non ancora risolto in modo definitivo ma solo con siti provvisori.
- 11. Schema fusione nucleare home Dallidrogeno si ricava il deuterio, che si trova nellacqua in quantit minime, e il trizio, che 竪 invece un prodotto artificiale. Facendo fondere i due nuclei si ottiene un nucleo di elio e la piccola parte di materia che scompare si trasforma in energia. La reazione deuterio-trizio non produce scorie radioattive, ma nel reattore si produce radioattivit, per la notevole emissione di neutroni.
- 12. Bomba H home Bomba H: 竪 un contenitore metallico riempito di piccole bombe atomiche disposte accanto a una massa di idrogeno. Le esplosioni provocano una forte pressione interna e portano la temperatura e 100 milioni di gradi, provocando la fusione dellidrogeno, con emissione incontrollata di energia. La prima bomba H distrusse latollo di Bikini nel 1954.