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L'
energia nucleare è l'energia che tiene legata la parte interna
dell' atomo, cioè il nucleo. Albert Einstein fu il primo scienziato
ad intuire che dal nucleo si poteva ottenere energia. Nel 1905 espresse
nella formula E= massa x velocità della luce al quadrato la teoria delle equivalenza tra materia ed
energia. Questa formula permette di calcolare quanta energia si
può ottenere dalla trasformazione di una certa quantità
di materia. Basta far sparire una piccola quantità di materia
per ottenere una grande quantità di energia.
In
certi casi i nuclei possono essere “semi-stabili”, ovvero
tendere a rompersi in un tempo relativamente lungo, da pochi secondi
a milioni di anni.
Nel caso della fissione nucleare, serve stimolare i nuclei, perciò
è necessario modificarli o sbilanciarli ed il modo più
semplice per farlo è provocare un urto mediante un neutrone
(in genere, ponendo in poco spazio una grande quantità di
materia debolmente radioattiva, aumenta la probabilità che
avvenga un urto tra nuclei e protoni di atomi diversi). L'urto in
un nucleo semi-stabile attiva immediatamente un processo di frammentazione,
dividendosi e rompendosi (ovvero decadere) in nuclei più
leggeri. Un processo che a sua volta tende ad autoalimentarsi mediante
una "reazione a catena" provocando ulteriori fissioni
nucleari e quindi rilascio di grandi quantità di energia.
Questo processo è alla base della fissione nucleare. Il combustibile
più utilizzato per la fissione nucleare è l'uranio,
uno dei più pesanti elementi chimici naturali. Il suo nucleo
è composto da ben 92 protoni ed un numero variabile di neutroni.
La reazione a catena dell'uranio consente di produrre una grande
quantità di energia da ogni singola fissione. Un solo Kg
di uranio 235 produce 18,7 milioni di chilowattora sotto forma di
calore. I neutroni emessi da ogni fissione possono poi indurre la
fissione in quasi altrettanti nuclei di uranio 235 e quindi la reazione
a catena continua in modo autonomo, garantendo una produzione continua
di energia nucleare.
Dell'uranio presente in natura solo lo 0,7% è del
tipo uranio 235; la restante parte dell'uranio è di tipo
non fissile (uranio 238) o altro. Quindi
gran parte dell'uranio in natura non è in grado di sostenere
una fissione nucleare, solo in minima parta l'uranio è di
tipo fissile.
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