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Ambiente

Nucleare, un futuro possibile

In qualche articolo precedente, abbiamo già affrontato il tema dell’energia nucleare, ma l’ultima notizia di Fukushima, relativa all’assoluzione dei tre top manager della Tepco e le opinioni contrastanti in merito, ci richiamano inevitabilmente all’argomento, allora cerchiamo di comprendere un pò meglio, il mondo dell’energia nucleare. 

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Previsioni difficili 

E’ notizia di pochi giorni fa, l’assoluzione dei tre top manager della Tepco, che gestiva la centrale atomica di Fukushima, dopo l’incidente del 2011 causato da un terremoto di magnitudo 9 e consecutivo tsunami. La sentenza della Corte di Tokyo è chiara: “Non potevano prevedere il disastro. Sarebbe impossibile lavorare per una centrale nucleare se gli operatori fossero obbligati a prevedere il verificarsi di uno tsunami e adottare le misure adeguate”. 

Probabilmente questa sentenza, ha le sue buone ragioni ma vediamo di comprendere un pò meglio il mondo dell’Energia Nucleare. 

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Cos’è l’energia

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L’energia è qualcosa che non si crea e non si distrugge, bensì si trasforma. In assenza di energia non vi sarebbe cambiamento, evoluzione e tutto resterebbe uguale a se stesso, pertanto non vi sarebbe neppure la vita. 

Energia Nucleare, questa sconosciuta

In tutto il mondo ci sono circa 450 reattori nucleari di cui 150 sono presenti in Europa Occidentale. 

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L’Italia importa oltre l’80% dell’energia che consuma, tratta maggiormente da combustibili fossili, destinati ad esaurirsi e che richiederanno un grande sforzo economico. Quindi per far fronte alla nostra vita e per evitare grande dispendio di denaro alla nostra esistenza, dovremmo imparare a valutare le energie alternative, tra cui l’energia nucleare

Anche se c’è ancora molto scetticismo a riguardo, l’Italia è già un Paese che in qualche modo dipende dal nucleare. 

Tutta l’energia che importiamo infatti, è  prodotta quasi totalmente da 26 reattori atomici, attivi a circa 200 km dai nostri confini

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Come funziona l’energia nucleare

Tra i paesi industrializzati l’Italia è l’unica nazione a non utilizzare energia nucleare, una tecnologia che per molti aspetti, potrebbe dare un grande aiuto a noi e al Paese intero. 

Punti di forza del nucleare:

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  • La tecnologia nucleare è l’unica in grado di poter produrre elettricità su larga scala con emissioni di CO2 (anidride carbonica) quasi a 0, un grande vantaggio se si pensa alla battaglia del cambiamento climatico. 
  • Il costo dell’energia prodotta in una centrale nucleare costa quasi il 20% in meno rispetto a quella generata nelle più moderne centrali a gas, con il vantaggio di essere più competitiva e accessibile. 

Oggi lo stivale, importa gas e petrolio da Paesi a forte instabilità geopolitica che impongono condizioni e prezzi, esistono in realtà altri paesi con una situazione politica più solida, in cui è possibile trovare l’uranio.

Come funziona

Successivamente ad una lavorazione complessa l’uranio a basso arricchimento, viene inserito nei reattori, vediamolo nel dettaglio: dai giacimenti sotterranei e di superficie, viene estratto il materiale di uranio, passando poi al processo di raffinazione ottenendo il cosiddetto yellowcake, proseguendo verso il processo di arricchimento. L’arricchimento per la produzione energetica dell’uranio è molto basso, inattuabile a fini militari. La miscela ottenuta da questo processo, contiene la percentuale di uranio più adatta per ricavare la fissione, da questa sostanza si producono delle pastiglie di nucleare non radioattive, fino a che non avviene la reazione nucleare e vengono utilizzate nei reattori, racchiuse in speciali tubi metallici. 

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Una reazione a catena 

Nella centrale nucleare, pulsa il reattore che a sua volta ha un “cuore” chiamato nocciolo che contiene gli elementi di combustibile nucleare utilizzati per la fissione, ovvero quel processo che avviene quando un neutrone viene fatto scoppiare con un nucleo di uranio, separando il nucleo in due o più frammenti liberando a sua volta altri neutroni e una grande quantità di energia, da qui si innesca una reazione a catena che crea calore all’interno degli elementi di combustibile. La reazione a catena è sorvegliata costantemente, regolando il livello di inserimento nel nocciolo delle barre di controllo, costituite da materiali che assorbono i neutroni. Dopo essere state inserite nel nocciolo, le barre intercettano i neutroni liberi, riducendo il numero di reazioni a catena e di conseguenza la potenza del reattore fino allo spegnimento dell’impianto in caso di inserimento completo. I tubi che contengono, il combustibile, le barre di controllo e i sistemi di comando di questi elementi, sono racchiusi all’interno di una struttura di acciaio ad alta resistenza chiamata Vessel.

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 Motore a reazione

I reattori vengono catalogati in diversi modi, tenendo presente il combustibile, il moderatore e il sistema di raffreddamento generazione del vapore, utilizzati.

Le centrali più diffuse sono quelle ad acqua leggera (LWR), in cui i modelli di reattore possono essere di due tipi, entrambi raffreddati e moderati ad acqua, quelli BWR, in cui l’evaporazione dell’acqua avviene nello stesso  recipiente che contiene il combustibile e i PWR quelli in cui per produrre vapore si utilizza un circuito idraulico diverso da quello che contiene l’acqua di raffreddamento. Come dicevamo esistono anche le centrali ad acqua pesante, come le CANDU sviluppate in Canada, in queste centrali il combustibile è uranio naturale e viene impiegata l’acqua pesante sia come moderatore che come refrigerante. Ad ogni modo la tecnologia più diffusa al mondo è quella in PWR Reattore nucleare ad acqua pressurizzata, ovvero reattori raffreddati ad acqua in pressione, categoria a cui appartengono anche i reattori più recenti sviluppati in Francia: EPR reattore nucleare europeo ad acqua pressurizzata, reattori che grazie alla presenza di due circuiti idraulici separati, garantiscono che il vapore con cui vengono azionate le turbine, non entra mai a contatto con il combustibile nucleare, quindi non contiene prodotti radioattivi, le torri di raffreddamento emettono esclusivamente vapore. L’acqua utilizzata dalle centrali, non viene mai a contatto con materiale radioattivo, per cui viene riconsegnata ai fiumi e ai mari senza alcuna conseguenza per l’ambiente. 

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I vari modelli come EPR, VVER e CANDU e AP 1000 (nuovi reattori americani) hanno simili caratteristiche ma differenti capacità di produzione: EPR uguale a 1600 MW, VVER compreso tra 440 e 1200 MW, CANDU tra 700 – 1200 MW, per essere più pratici, la potenza sviluppata da un EPR è sufficiente per alimentare una città grande quanto Milano. 

Rifiuti radioattivi come si gestiscono?

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I rifiuti dell’energia nucleare, sono suddivisi in tre aree, in base al loro tempo di decadimento e di smaltimento:

  1. A bassa attività, il cui tempo di decadimento per portare la radioattività alla soglia di naturale, è di circa 20 – 30 anni. In questa categoria ci sono la maggior parte dei rifiuti. 
  2. A media attività che hanno una tempistica di 300 anni circa per degradarsi, in questa tipologia rientrano tutte quelle sostanze utilizzate in fase di esercizio oppure derivanti da smantellamenti di centrali dismesse. 
  3. Alta attività, in questo gruppo troviamo quei rifiuti che hanno come periodo di smaltimento fino a un migliaio di anni, come il combustibile esaurito. 

L’eliminazione totale, dei rifiuti a bassa e media attività, avviene rivestendoli con cemento o altri materiali ad alta resistenza, inserendoli a loro volta in involucri d’acciaio, che garantiscono l’integrità, fino all’esaurimento del periodo di radioattività, in strutture ad alta protezione. Gli scarti ad alta attività, invece vengono conservate in apposite piscine, all’interno delle centrali stesse, per decine di anni. Dopo questa fase il materiale può essere riprocessato e “riciclato” per il riutilizzo di uranio e plutonio e la possibilità di ridurre il volume complessivo delle scorie radioattive. In alternativa il combustibile viene immagazzinato in depositi a secco, nella stessa centrale e trasferito dopo qualche anno al deposito finale o deposito geologico (struttura ad alta profondità in cui i rifiuti vengono sigillati fino al deterioramento della loro radioattività). 

Molti dei paesi come la Finlandia, la Svezia, la Svizzera, la Francia e gli Stati Uniti che dispongono di siti nucleari, stanno vagliando la localizzazione dei depositi geologici. 

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E’ chiaro che quando si progetta, si realizza e si gestisce una centrale nucleare, la sicurezza deve essere alla base dello studio, per questo motivo esistono procedure standard a livello mondiale, infatti diversi organi sovranazionali, hanno il compito di verificare il rispetto dei livelli di sicurezza, di garantire la circolazione delle esperienze, delle comunicazioni e di assistere le aziende nelle applicazioni degli standard migliori per ciò che concerne l’organizzazione e la tecnologia, per il rispetto della salute di ogni cittadino e per l’ambiente. 

In previsione di un aumento considerevole del consumo energetico generale, l’energia nucleare dovrà essere considerata come la strada plausibile, valutando e prevedendo in modo minuzioso e capillare ogni singola sfaccettatura, per ridurre maggiormente il rischio di un nuovo disastro come Fukushima. In un mondo in cui siamo sempre più tecnologici e Neuralink-dipendenti, una soluzione deve essere possibile . 

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