Sopra: schema di un reattore nucleare: il reattore A, contenuto in un
serbatoio a pressione B; il calore prodotto dalla reazione a catena,
viene ceduto poi a un gas circolante in B, che passa nella caldaia
C e fa in modo che l'acqua nei tubi D si trasforma in vapore che
poi azionerà il generatore E.
Lo schermo di calcestruzzo F assorbe tutte le reazioni.
Sotto: Costruzione della torre di raffreddamento di una centrale nucle-
are. Le grandi centrali nucleari vengono costruite dov'è abbondante
l'acqua poichè ne hanno bisogno in quantità enormi (40.000 metricubi/h)
per il circuito di raffreddamento.
RIFLESSIONI
Le centrali nucleari ormai riescono a produrre grandi quantità di energia elettrica a prezzo competitivo visti gli
elevati costi raggiunti dal barile di petrolio, ma restano i problemi di inquinamento radioattivo e le paure dopo la vicenda
di Cernobyl di malfunzionamento e soprattutto delle scorie radioattive, che rimangono tali per secoli, e che sono altamente
nocive per la vita. L'alternativa sarebbe la pila a idrogeno, fissione nucleare, che non produce radioattività, la cui
realizzazione è in corso di studio e richiede ingenti capitali di investimento. Ora per risolvere il problema servirebbe un
grande programma energetico che facesse largo impiego di fonti alternative (eolico, solare e marino - progetto pelamis).
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Una fonte di energia, molto recente, ma potente, è quella che è imprigionata nel nucleo dell'atomo.
Già nel 1938 gli scienziati tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassman, scoprirono che i nuclei di un isotopo dell'uranio,
l'uranio 235, tendono a scindersi in due, con una grande produzione di energia.
Durante la fissione del nucleo sono prodotti due o tre minuscole particelle chiamate neutroni: se un neutrone rallentando
la sua corsa, urta contro un altro nucleo di uranio 235, il nuovo nucleo si scinderà anch'esso in due, producendo altra energia,
altri neutroni e così via ottenendo così la reazione a catena.
Per controllare questa reazione nei reattori nucleari (pile atomiche), le barre di uranio sono separate da bolcchi di grafite,
che hanno il compito appunto di rallentare i neutroni; se quest'ultimi circolano a velocità ridotta non vengono assorbiti dagli
atomi di uranio 238 (mescolati con atomi di uranio 235) che assorbono solo neutroni rapidi e non sono suscettibili di fissione.
La grafite si comporta da moderatore; altri reattori impiegano l'acqua.
Una reazione a catena non controllata produrrebbe tanto calore da fondere il reattore. Per questo motivo si inseriscono nella
pila, in appositi fori, le barre di controllo di metalli speciali (boro o cadmio) che assorbono neutroni.
Schema di un sistema di controllo di un reattore nucleare: l'uranio (rosso)
è incassato in un moderatore di grafite; le barre di controllo (nero) sono
qui raffigurate in tre diverse posizioni, mentre le linee azzurre indicano il
percorso dei neutroni liberatisi per fissione. Le barre di controllo regolano
la velocità di fissione e impediscono eventuali reazioni incontrollate.
Per arrestare la reazione, occorre spingerle fino in fondo, al contrario, tirandole fuori si accelera la reazione.
Occorre quindi trovare il punto in cui la velocità di fissione atomica sarà ideale per la produzione di energia elettrica.
Una volta prodotta questa energia, occorre prelevare il calore come si fa con un forno, in modo da ottenere il vapore per
produrre energia convenzionale. Alcuni progettisti americani trovano più utile far passare dei tubi, in cui scorre l'acqua da riscaldare,
all'interno della pila atomica.
Mezzo chilo di uranio produce tanto calore quanto mille tonnellate di carbone.
Per saperne di più consultare il mio libro: "Aspirando a un mondo migliore: strategia di successo. Vol.1"
Sotto: fronte di carico di un reattore: l'uranio viene introdotto
attraverso tubi di carico e il serbatoio a pressione (formato dalla parete
circolare)invece che di acciaio è di cemento precompresso, che costituisce
un ottimo schermo contro le radiazioni ed è anche molto più economico
dell'acciaio.
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