Energia nucleare

Energia nucleare Energia che si produce nella fissione o nella fusione di nuclei atomici Energia nucleare Energia che si produce nella fissione o nella fusione di nuclei atomici. La possibilità di sfruttare l'energia nucleare per produrre energia elettrica si impose negli anni Cinquanta, a seguito del successo ottenuto dagli scienziati americani, durante la seconda guerra mondiale, nella realizzazione della potente bomba A, basata sulla fissione nucleare. La quantità di energia che si può ricavare dal nucleo atomico, infatti, è di gran lunga maggiore di quella che si ottiene in trasformazioni chimiche quali la combustione, che coinvolgono i costituenti elementari della parte più esterna dell'atomo. Fino al 1800 circa il combustibile principale era il legno, che permetteva di utilizzare indirettamente l'energia solare immagazzinata dagli alberi nel corso della loro vita. Con l'avvento della rivoluzione industriale, l'uomo ha iniziato a utilizzare combustibili fossili, come il carbone e il petrolio, anch'essi, in ultima analisi, riserve di energia solare immagazzinata nel tempo. Bruciando un combustibile fossile, ad esempio il carbone, gli atomi di idrogeno e di carbonio del carbone si combinano con quelli di ossigeno presenti nell'aria, e producono anidride carbonica e acqua; in questa reazione chimica viene prodotta una quantità di calore che corrisponde a circa 6500-9500 kcal/kg, equivalente a 1,6 kilowattora/kg. È questa la resa tipica di una reazione chimica, che deriva da trasformazioni della struttura elettronica dell'atomo. Una parte di questa energia termica, inoltre, viene successivamente assorbita dal combustibile stesso, per mantenerlo a una temperatura tale da rendere possibile la prosecuzione della reazione. Viceversa, in una tipica reazione nucleare, quale la fissione dell'uranio, 1 kg di uranio 235 sviluppa, in forma di calore, 18,7 milioni di kilowattora. Nel nucleo si concentra la maggior parte della massa dell'atomo: intorno ad esso ruotano gli elettroni, ciascuno con una massa circa duemila volte più piccola di quella di un singolo costituente nucleare (protone o neutrone). Le forze nucleari che tengono uniti neutroni e protoni sono molto intense: molto più di quelle elettriche che legano gli elettroni al nucleo. Mentre il numero di massa A di un atomo ne determina le proprietà nucleari, poiché indica il numero totale di nucleoni (ovvero di neutroni e protoni) che esso contiene, il numero atomico Z determina piuttosto le proprietà chimiche dell'atomo, poiché ne specifica il numero di protoni. Un nucleo atomico è specificato con la notazione ?ê; l'espressione ?U, ad esempio, rappresenta l'isotopo dell'uranio di numero di massa 235. L'energia di legame di un nucleo indica quanto protoni e neutroni sono "vicini" all'interno del nucleo. L'energia di legame media per nucleone (mostrata nel grafico) è funzione del numero di massa A, ed equivale all'energia necessaria per allontanare completamente fra loro i protoni e i neutroni che f Continua »