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lunedì 30 maggio 2011

Energia nucleare: cos’è? È davvero indispensabile?


Il referendum sul nucleare dell’87 in Italia, ha decretato l’abrogazione delle norme riguardanti: la localizzazione delle centrali nucleari, l’erogazione di compensi a favore dei comuni ospitanti le centrali e la partecipazione dell’ENEL alla costruzione e gestione di centrali all’estero. Alle urne si sono presentati ben 29.855.604 elettori per sancire la fine delle centrali nucleari sul territorio italiano con più dell’80% dei voti, contro il nucleare. Dopo ventiquattro anni, gli elettori italiani sono chiamati di nuovo ad esprimersi sull’argomento, che sembrava ormai accantonato, per l’abrogazione parziale del decreto legge del 2008 -approvato senza il parere dei cittadini- riferito alla costruzione di nuove centrali per la produzione di energia nucleare, con il referendum di giugno 2011. Vediamo di fare luce sulla questione: cos’è l’energia nucleare? Perché in molti la temono e tanti sono a suo favore?


Energia nucleare
L’energia nucleare ha origine grazie a delle variazioni che interessano i nuclei atomici. Queste trasformazioni avvengono con la liberazione di grosse quantità di energia esempi tipici di questo tipo sono: la fissione nucleare (scissione di un nucleo pesante in più frammenti), la fusione nucleare (unione fra nuclei leggeri a formare un nucleo più pesante) e la radioattività (emissione di particelle α, particelle β e raggi γ).

Struttura atomica
Com'è fatto l’atomo? Per raccontarla in modo molto semplice ogni atomo è costituito da un nucleo, che determina la massa atomica, e da elettroni, carichi negativamente e in moto intorno al nucleo. Il nucleo atomico ha un diametro di 10-5m, diecimila volte più piccolo dell’atomo e in queste dimensioni sono presenti protoni, carichi positivamente, e neutroni, con carica neutra. Il numero di protoni determina il numero atomico, ossia caratterizza l’identità di un atomo, inoltre esso è uguale a quello degli elettroni esterni al nucleo nel caso di atomi privi di carica, ad esempio: l’atomo di idrogeno (H) ha un numero di protoni pari ad 1,  l'elio (He) ne ha 2, il litio Li ne ha 3, il sodio (Na) invece ne ha 11 ecc. Atomi con ugual numero di protoni ma diverso numero di neutroni sono detti isotopi, ad esempio per l’idrogeno sono noti tre isotopi (gli unici che hanno un proprio nome): 1H idrogeno, 2H deuterio e 3H trizio. Gli isotopi hanno essenzialmente lo stesso comportamento chimico, tuttavia, poiché i nucleoni (protoni e neutroni) sono responsabili della massa atomica, ciò influenza alcune proprietà chimico-fisiche che pertanto risultano differenti per isotopi dello stesso atomo.

Centrali nucleari: funzionamento, pregi e difetti
La straordinaria capacità dei nucleoni di restare stipati in uno spazio così piccolo, nonostante le forze di repulsione fra particelle con uguale carica (i protoni), rappresenta la stabilità nucleare. Questa stabilità non è infinita, così molti nuclei atomici possono, in tempi più o meno lunghi, espellere dei nucleoni. Questo processo spontaneo è la disintegrazione nucleare. Alcuni atomi emettono in tempi molto brevi delle radiazioni che possono essere di tre tipi:
§ particelle α sono semplicemente nuclei di elio, vale a dire nuclei con due protoni, privi di elettroni, non sono penetranti, ma sono dannose, hanno una velocità del 10% rispetto a quella della luce;
§ particelle β sono elettroni veloci emessi dai nuclei, sono moderatamente penetranti ed hanno una velocità minore del 90% a quella della luce;
§ raggi γ non sono particelle cariche ma radiazioni elettromagnetiche, molto penetranti, con velocità molto simile a quella della luce ma dotati di altissima energia.
A differenza delle reazioni chimiche, in cui gli atomi restano invariati nella struttura nucleare, ma variano l’assetto elettronico, le reazioni nucleari coinvolgono i nuclei, avvengono con emissione di radiazioni e portano alla formazione di nuovi atomi.
Centrale nucleare di Gösgen - Svizzera
Centrale nucleare di Gösgen - Svizzera
Il funzionamento delle centrali nucleari si serve di questi principi per la produzione di energia mediante reattori nucleari. Un reattore nucleare deve gestire una reazione nucleare, per questo motivo è estremamente complesso e deve rispettare tutte le norme di sicurezza e di controllo vigenti.
Le energie coinvolte nelle reazioni nucleari sono estremamente elevate e le quantità di materia richieste, estremamente basse, inoltre la produzione di energia nucleare non comporta inquinamento chimico. Tutto questo rappresenta un enorme vantaggio per l’industria energetica.
Per quanto le centrali di ultima generazione siano conformi a tutte le norme attuali esistenti in materia, non possono essere delle strutture prive di punti deboli ed è praticamente impossibile creare strutture che siano sicure al 100%. Inoltre, le centrali nucleari non più operative devono essere smantellate e tale fase richiede tempi più lunghi di quelli di costruzione e costi molto alti.

Il punto cruciale dell’energia nucleare è la pericolosità della radiazione nucleare sull’ambiente e sull'uomo, in caso di incidente alla centrale o di un cattivo smaltimento delle scorie radioattive. In seguito alle reazioni di fissione nucleare, comunemente utilizzate nelle attuali centrali, si producono prodotti atomici leggeri, che sono a loro volta radioattivi, e generano radiazioni radioattive fino a raggiungere l’atomo più stabile. Questa radioattività può durare per tempi molto lunghi superiori a migliaia di generazioni. Il danno della radiazione nucleare è causato dagli effetti biologici che queste possono provocare. Come accennato le particelle α sono quelle meno penetranti, il loro percorso è rallentato dall’incontro con la materia, per cui possono raggiungere solo il primo strato dell’epidermide, per cui la sua pericolosità è limitata, le cose cambiano se queste particelle sono ingerite o inalate, in tal caso possono essere molto nocive. L’urto di tali particelle può interferire con la materia catturando elettroni e questo può portare alla modifica di molecole biologiche fondamentali in specifici processi essenziali per l’organismo. Le particelle β sono ancora più dannose perché più penetranti, raggiungendo anche 1 cm di spessore prima di essere fermate da interazioni elettrostatiche. I raggi γ sono molto più penetranti e pericolosi delle altre radiazioni e riescono ad oltrepassare edifici e organismi, provocando seri danni alle molecole che incontrano. In questo caso se proteine e DNA subiscono delle modifiche a causa di radiazioni ionizzanti, le conseguenze possono essere molto gravi. Pareti di cemento armato o mattoni di piombo possono frenare la diffusione di tali radiazioni con il loro assorbimento
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Il guadagno è superiore al danno? 

Lascio a voi la riflessione e chiudo con una citazione.
"Se solo l’avessi saputo, avrei fatto l’orologiaio." (a proposito della bomba a fissione nucleare incontrollata) 
Albert Einstein

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