Alla scoperta dell’Energia Nucleare

Come si produce l’energia nucleare? Quali sono i paesi che fanno maggior uso di tale fonte energetica? Quali sono i rischi derivanti dall’utilizzo del nucleare? A queste e ad altre domande cercherò di rispondere nel seguente articolo.
 
Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia a seguito di trasformazioni nei nuclei atomici. Le reazioni che coinvolgono l’energia nucleare sono principalmente quelle di fissione e fusione nucleare. 
 

FISSIONE

Nelle reazioni di fissione, nuclei di atomi con alto numero atomico (pesanti) come l’uranio, il plutonio e il torio si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore. In questo modo, la loro massa diminuisce liberando una grande quantità di energia. La fissione consiste quindi nel rompere il nucleo dell’atomo per farne scaturire notevoli quantità di energia. La percentuale di massa trasformata in energia si aggira attorno allo 0.1%, cioè per ogni kg di materiale fissile, 1 g viene trasformato in energia.

FUSIONE

Nelle reazioni di fusione, i nuclei di atomi con basso numero atomico come l’idrogeno, il deuterio o il trizio, si fondono dando origine a nuclei più pesanti e rilasciando una notevole quantità di energia. Invece di spezzare nuclei pesanti in piccoli frammenti, si uniscono nuclei leggeri in nuclei più pesanti. La massa di questi ultimi è minore della somma di quelli originari, e la differenza viene emessa come energia sotto forma di raggi gamma ad alta frequenza e di energia cinetica dei neutroni emessi. La percentuale di massa trasformata in energia si aggira attorno all’1%, un quantitativo enorme rispetto allo 0.1% della fissione. Perché la fusione avvenga, i nuclei degli atomi devono essere fatti avvicinare nonostante la forza di repulsione elettrica che tende a respingerli gli uni dagli altri. Affinchè ciò avvenga, sono necessarie temperature elevatissime, milioni di gradi centigradi. La fusione nucleare avviene normalmente nel nucleo delle stelle, come il Sole, dove tali condizioni sono normali. A causa di queste difficoltà, l’uomo non è finora riuscito a far avvenire la fusione in modo controllato e affidabile se non per qualche decina di secondi. La fusione nucleare per ora è in fase di ricerca.

 

SCORIE

Il procedimento di fissione nucleare 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, nonché dei prodotti di fissione. Questo materiale, emettendo delle radiazioni penetranti, è radiotossico e richiede 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 sono lunghi. Essi variano a seconda dell’elemento oscillando da pochi giorni a centinaia di migliaia di anni. Esistono attualmente due modi principali per smaltire le scorie. 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.
 
  
Fonte IEA

Rispetto a tempi meno recenti, l’utilizzo dell’energia nucleare è notevolmente aumentato fino ai giorni nostri. Nel 1973, l’energia nucleare rappresentava lo 0,9% di tutte le fonti energetiche utilizzate nel mondo. Questa percentuale è aumentata arrivando al 5,9% nel 2007. Da notare come la percentuale relativa alla “Altre Fonti”, che comprende l’energia ricavata dal sole, dal vento e da tutte le fonti rinnovabili, sia aumentata in maniera irrisoria, dallo 0,1% del 1973 allo 0,7% del 2007. I diagrammi a fianco, frutto dell’annuale rapporto realizzato dall’International Energy Agency (IEA), fotografano i dati considerati.  Nel mondo attuale, i principali produttori di energia nucleare sono ovviamente i paesi occidentali e quelli sviluppati del lontano oriente. La tabella a fianco mostra un elenco dettagliato di tali paesi. Nella prima colonna è indicato il totale di energia prodotta. L’unità di misura dell’energia è il wattora, WH, che rappresenta l’energia fornita da 1 watt per un periodo di un’ora. I dati seguenti sono espressi in TWH, terawattora, vale a dire 10 alla 12esima WH. La seconda colonna mostra la percentuale di energia prodotta da ogni paese rispetto al mondo intero. Le cifre, sempre frutto dell’analisi dell’IEA, risalgono al 2007.

Fra i primi 10 paesi che producono energia nucleare qual’è la percentuale di utilizzo del nucleare come fonte di energia rispetto all’uso domestico di energia? Osserviamo la tabella successiva. Un paese come la Francia produce il 77,9% della sua energia grazie al processo di fissione nucleare e all’attiva di 20 centrali nucleari sparse sul territorio doltr’alpe.

In Italia, lo sfruttamento dell’energia nucleare per la produzione di energia elettrica risale ai primi anni ’60. Nel 1966 l’Italia figurava addirittura come il terzo produttore al mondo, dopo USA e Regno Unito. Fu solo verso la metà degli anni ’70 che venne effettuata una decisa svolta in questa direzione. Nel 1975 viene varato il primo piano energetico nazionale che prevedeva un forte sviluppo di tale fonte. Alle vecchie centrali del Garigliano e Trino Vercellese si affiancarono Caorso, Montalto di Castro e la seconda centrale di Trino.

Tuttavia, nel 1987, dopo la forte impressione creata nell’opinione pubblica dal disastro nucleare in Unione Sovietica (Disastro di Chernobyl) l’Italia, con votazione tramite referendum, abbandonò lo sviluppo di tale fonte energetica, chiudendo o riconvertendo le centrali funzionanti (quella del Garigliano era già stata chiusa per limiti di età).

Il dibattito relativo al nucleare si è riaperto nel 2008 quando il Ministro dell’Industria Claudio Scajola, ha proposto di costruire 10 nuovi reattori con l’obiettivo di aumentare l’incidenza del nucleare nelle forniture dell’Italia dall’attuale 10% al 25% circa nel 2030. La nuova politica annunciata dal governo italiano intende ridurre in tal modo la dipendenza energetica dall’estero.

Lo scorso 24 febbraio, il premier Berlusconi ed il Presidente francese Sarkozy hanno raggiunto un accordo sul nucleare che prevede la cooperazione tra i due Paesi sulla produzione di energia con l’atomo ed apre la strada alla costuzione di quattro nuove centrali nucleari nel nostro paese. 

Di Marcello Accanto