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 IRENE CURIE ENERGIA NUCLEARE

BOMBA ATOMICA E BOMBA H

Attraverso la fissione e la fusione nucleare è possibile ottenere diverse armi nucleari, tra cui le più famose sono la bomba atomica e la bomba H.

Bomba atomica: un ordigno esplosivo, appartenente al gruppo delle armi nucleari, la cui energia è prodotta dal fenomeno della fissione nucleare cioè la scissione, spontanea o indotta, del nucleo atomico di un elemento pesante in due o più frammenti. La reazione a catena avviene in forma "incontrollata" e rapidissima in una massa di uranio 235 o di plutonio 239 altamente concentrati, nell'istante in cui la massa viene resa "super-critica".
La prima bomba all'uranio fu sganciata sul centro della città di Hiroshima il 6 agosto 1945. La seconda bomba al plutonio fu sganciata invece su Nagasaki il 9 agosto 1945 alla fine della seconda guerra mondiale, provocando circa 130.000 morti sul colpi, ma anche altri negli anni successivi a causa delle radiazioni.  

Bomba H: E’ un contenitore metallico riempito con piccole bombe atomiche disposte accanto a una massa di idrogeno. Le esplosioni provocano una forte espressione interna e portano la temperatura a 100 milioni di gradi, sufficiente a provocare la fusione dei nuclei di idrogeno, con conseguente emissione incontrollata di energia. I primi ordigni termonucleari furono fatti esplodere sperimentalmente nel 1952 dagli USA e nel 1953 dall’URSS. La prima dimostrazione pubblica fu data nel 1954, quando gli USA polverizzarono l’atollo di Bikini nell’Oceano Pacifico.

 LA CENTRALE NUCLEARE 

Il suo funzionamento è molto simile a quello di una convenzionale centrale termoelettrica con la differenza che l'acqua viene riscaldata da un reattore nucleare dove l'uranio viene fissionato. Tre sono le parti principali della centrale:

    centrale nucleare
  • Edificio contenente il reattore: enorme cilindro di cemento armato dove al centro è collocato il reattore  
  • Sala macchine: un edificio dove è sistemata la turbina e l'alternatore
  • Edifici ausiliari: contengono le piscine schermate per la conservazione temporanea degli scarti radioattivi della centrale.  

Il funzionamento della centrale è abbastanza semplice: viene pompata dell'acqua attraverso il reattore che la fa evaporare attraverso il calore emesso dalla fissione dell'uranio. Il vapore viene inviato nella turbina che trasferisce la propria forza meccanica all'alternatore che genera corrente elettrica.

REATTORE: è un contenitore metallico dove si fa bollire l’acqua per trasformarla in vapore. Utilizza materiale fissile; la reazione a catena si sviluppa lentamente e libera un flusso regolare di energia in forma controllata. Tutti i reattori sono dotati di un sistema di barre di controllo che permette di regolare la reazione e quindi la potenza generata, nonché di aperture per consentire l'inserimento del materiale fissile e l'estrazione del "combustibile" esausto. Il tutto è racchiuso in un contenitore di acciaio inossidabile pieno di acqua o di un altro moderatore (spesso grafite) che permette alla reazione di svilupparsi in modo regolare. L'acqua è molto spesso anche usata come fluido termovettore, cioè per raffreddare il nocciolo del reattore (che altrimenti fonderebbe) e nel contempo -scaldandosi- per generare vapore da inviare alle turbine.

LE SCORIE RADIOATTIVE

Il procedimento di fissione nucleare (come peraltro quello di fusione, seppur in maniera molto inferiore) produce materiali residui ad elevata radioattività. Si tratta di pastiglie di combustibile esaurito (uranio, plutonio ed altri radioelementi) che vengono estratte dal reattore per essere sostituite. Questo materiale, emettendo delle radiazioni penetranti, è molto radiotossico e richiede dunque precauzioni nel trattamento di smaltimento. La radioattività degli elementi estratti da un reattore si riduce nel tempo secondo il fenomeno naturale del dimezzamento ma i tempi necessari a farla rientrare entro standard di accettabilità biologica per il corpo umano sono lunghi. I tempi di decadenza radioattiva variano inoltre a seconda dell'elemento oscillando da pochi giorni a molti millenni. Esistono attualmente due modi principali per smaltire le scorie, rigorosamente legati a preliminari studi di natura geologica riguardanti il sito di destinazione: per le scorie a basso livello di radioattività si tende a ricorrere al cosiddetto deposito superficiale, ovvero il confinamento in aree terrene protette e contenute all'interno di barriere ingegneristiche; per le scorie a più alto livello di radioattività si ricorre invece al deposito geologico, ovvero allo stoccaggio in bunker sotterranei schermati. Esistono anche altri metodi per lo smaltimento del combustibile esaurito, tuttavia si tratta di sistemazioni momentanee quindi lo smaltimento di questi materiali rimane ancora tra i problemi ambientali da risolvere.
Webmaster: ELENA TAGLIAFERRI   Classe IIIB     Scuola Media A.Stoppani