Energia nucleare: cos’è e quali pericoli per l’uomo

L’energia nucleare rientra nella categoria di energie alternative all’uso delle risorse fossili. Ma andiamo a vedere bene cosa è l’energia nucleare e come si forma questa potentissima energia.

Se continuerai a leggere scoprirai anche come funziona una centrale nucleare e quali sono i processi di realizzazione e trasformazione dell’energia nucleare.

Andremo poi ad analizzare uno per uno tutti i vantaggi e svantaggi dell’energia nucleare portando alla memoria purtroppo esempi della sua forza distruttiva che ha stravolto la storia dell’essere umano.

Qual’è la situazione attuale Italiana con l’energia nucleare? Cosa si perde il nostro Paese a non utilizzare questa particolare fonte di energia? Quali altre soluzioni possiede la nostra penisola per evitare l’uso dell’energia nucleare? Analizziamo insieme tutti i pro e i contro di questa risorsa energetica.

Energia nucleare: che cos’è e come si forma?

Per energia nucleare si intende una fonte di energia primaria, questo significa che è già presente in natura e non ha bisogno di essere prodotta dalla trasformazione di altri tipi di energie.

L’energia nucleare è prodotta tramite la scissione (rottura) dei nuclei atomici, i quali sono tenuti insieme da una forza potentissima detta appunto “forza nucleare” che tiene uniti gli atomi (protoni ed elettroni) che compongono il nucleo.

La rottura di questi nuclei avviene attraverso due tipologie di reazioni nucleari:

• fissione nucleare;
• fusione nucleare.

La fissione nucleare avviene attraverso la rottura di materiali radioattivi come l’uranio e il plutonio di cui si sente tanto parlare. La maggior parte delle centrali nucleari in funzione utilizzano la fissione nucleare per produrre energia elettrica, perché è l’unico modo che riesce a produrre energia elettrica. Nelle centrali nucleari esistono appositi sistemi in grado di far urtare i neutroni contro il nucleo di atomi radioattivi, il risultato di questo processo è la creazione di due atomi più piccoli e la produzione di un’elevata quantità di energia termica.

La fusione nucleare, invece, è un processo inverso alla fissione perché invece che la creazione di due atomi qui avviene il contrario la creazione di un solo nucleo con massa maggiore da due o più atomi. Al momento questo processo nucleare è solamente oggetto di studio e non ancora impiegato per la produzione di energia elettrica. La fusione è un processo che non produce scorie radioattive come la fissione e quindi è da considerarsi un tipo di energia nucleare pulita rispetto alla fissione.

Le forze nucleari sono in grado di sprigionare le più alte quantità di energia elettrica rispetto a tutte le altre forme di energia esistenti sul nostro pianeta. Inoltre rispetto alle altre fonti di energia primarie come quelle fossili (petrolio, gas, carbone) la quantità necessaria a produrre energia è radicalmente inferiore.

Vediamo ora in cosa consiste una centrale nucleare.

Energia nucleare: com’è fatta una centrale nucleare?

Con il termine centrale nucleare si intende generalmente una centrale elettrica che attraverso l’utilizzo di uno o più reattori nucleari genera vapore che portato ad alte temperature aziona delle turbine che accoppiate a degli alternatori convertono l’energia meccanica in energia elettrica.

Una centrale nucleare è composta da 3 parti principali:

• reattore nucleare: enorme cilindro in cemento armato (o acciaio). Nella parte centrale è situato il nocciolo la camera dove avviene la fissione nucleare, accanto troviamo il circuito refrigerante;
• sala macchine: edificio prettamente adibito alle turbine;
• edifici ausiliari: contengono delle piscine con la funzione di contenere il combustibile esausto e radioattivo.

Energia nucleare: come funziona una centrale nucleare?:

Per capire bene il funzionamento di una centrale nucleare ti invito a seguire l’immagine sottostante nella quale è facilmente schematizzato tutto il processo di trasformazione dell’energia nucleare in energia elettrica.

Il momento più importante di tutto quanto il processo nucleare si trova nel suo reattore all’interno del quale avviene il processo di fissione del nucleo che porta in ebollizione l’acqua e producendo vapore acqueo.

Il vapore acqueo arrivato ad alte temperature viene incanalato in appositi tubi, fino a quando non raggiunge le turbine, queste vengono messe in moto producendo energia meccanica. Le turbine sono accoppiate a degli alternatori che alla fine del processo nucleare, hanno il compito di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica.

Il vapore una volta che ha messo in moto queste turbine, torna allo stato liquido condensando tramite raffreddamento ed è pronto per tornare ad essere riutilizzato in un nuovo ciclo: ebollizione-vapore-condensazione.

L’intero processo nucleare affinché funzioni correttamente e riesca a garantire una produzione continua di corrente alternata, occorre una certa quantità di nuclei nel processo di fissione; in modo da mantenere costante la produzione di vapore e la successiva attivazione delle turbine per la produzione di nuova energia elettrica.

Energia nucleare: da cosa è composto un reattore nucleare?

La parte più importante e pericolosa di una processo nucleare avviene nel suo reattore nucleare. La pericolosità di una centrale nucleare sta proprio nella grande quantità di calore che viene sprigionato da una fissione nucleare.

La struttura di un reattore nucleare deve quindi prevedere schematicamente: un fornello chiamato nocciolo nel quale si sviluppa la fissione nucleare a catena, un efficiente sistema di raffreddamento del nocciolo, una schermatura importante per fermare le radiazioni prodotte in modo ineliminabile dal processo di fissione e sistemi di regolazione di tutto quanto il processo di energia nucleare.

Infine di fondamentale importanza sono le barre di controllo (in genere composte da leghe d’argento) che vengono inserite direttamente nel nocciolo. Queste servono a rallentare ed accelerare la fissione nucleare e quindi regolare la potenza del reattore mantenendo così una temperatura accettabile all’interno del nocciolo, altrimenti si surriscalderebbe causando la fusione del nocciolo.

Energia nucleare: quali pericoli corre l’essere umano?

Nella storia dell’uomo e delle sue devastanti esperienze con esplosioni nucleari si ricordano in particolar modo il disastro nucleare alla centrale sovietica di Chernobyl del 1987 e l’ultimo avvenuto nella centrale nucleare giapponese di Fukushima nel 2011.

Esplosioni nucleari come queste sensibilizzano le nostre memorie e ci indirizzano a fare delle scelte consapevoli sull’utilizzo o meno dell’energia nucleare.

Eventi come il terremoto giapponese non possono essere previsti, anche se il reattore di Fukushima era un reattore di ultima generazione progettato anche per resistere ai terremoti, la catastrofe del 2011 non era stata minimamente prevista nella progettazione della centrale nucleare.

Ecco allora perché anche nel caso di centrali nucleari moderne, possono incorrere in pericoli di qualunque genere e creare catastrofi naturali irrimediabili per la vita del nostro pianeta e della nostra sopravvivenza.

Si tratta di radiazioni altamente dannose alle quali basta un minimo danno al sistema nucleare affinché creino esplosioni nucleari dalle conseguenze disastrose che possono protrarsi per decenni.

Se è vero che i sistemi di sicurezza delle centrali nucleari sono diventati molto più sicuri rispetto a quelli di un tempo è vero anche che vicende come quella giapponese e sovietica ci fanno capire che in realtà la sicurezza non può mai dirsi totale.

Energia nucleare: qual’è la situazione attuale in Italia?

A 6 anni dal famoso referendum sul nucleare che ha visto milioni di Italiani votare SI, l’Italia attualmente è l’unico paese che ha scelto di chiudere tutte le centrali nucleari che aveva operative.

Allora da dove prende energia elettrica l’Italia per sopperire all’energia nucleare?

Attualmente l’Italia dagli ultimi dati riportati del Gruppo Terna (agenzia che fornisce lo storico dei dati statistici sull’energia elettrica) importa il 14,6% di energia elettrica direttamente dall’estero. Di questa percentuale di energia elettrica quasi la metà dalla Svizzera, un terzo dalla Francia e il resto dalla Slovenia e Austria.

E’ proprio la Francia che della sua energia che ci vende il 76,3% la ricava dall’energia nucleare. Risulta la nazione che ha un tasso di produzione più alto di energia nucleare in Europa e addirittura è seconda nel mondo dopo gli Stati Uniti, come possiamo vedere da questa immagine.

Come vediamo dall’immagine l’Europa è un contenitore abbastanza pieno di centrali nucleari, sono attive ben 131 centrali nucleari in 14 Stati membri con una produzione totale di circa 121 gigawatt pari al 27% del bisogno energetico. Questi dati se confrontati con il resto del mondo vediamo come l’Europa è il continente con il maggior numero di generatori nucleari.

L’autosufficienza energetica con il solo utilizzo delle fonti rinnovabili è un obiettivo ambizioso ma ancora tecnicamente non realizzabile. Ma anche se questi dati non sono confortevoli per l’Italia chi ha detto che l’energia nucleare è una soluzione ottima per risollevare il fabbisogno autonomo di corrente elettrica del paese?

Un paese come l’Italia con la sua conformazione geografica e le sue caratteristiche ambientali non gli converrebbe di più sfruttare energie rinnovabili come l’energia fotovoltaica, energia eolica, l’energia geotermica e l’energia proveniente dalle biomasse?

Energia nucleare: tutti i pro e i contro

Andando a riassumere tutto quello che abbiamo visto fin’ora vediamo come tra i vantaggi se così si possono chiamare nell’utilizzo dell’energia nucleare ci sono:

• le centrali nucleari sono energicamente indipendenti da fluttuazioni di prezzo rispetto petrolio e gas, da una piccola quantità di uranio una centrale nucleare riesce a produrre grandi quantità di energia elettrica;
• la produzione di energia elettrica a ciclo continuo per lunghi periodi di tempo e su vasta scala;
• l’energia nucleare, è un’energia pulita a basso costo capace di generare vantaggi economici davvero notevoli;
• non produce gas serra: non essendo basata sulla combustione di fossili, non causa l’emissione nell’atmosfera terrestre di gas responsabili dell’effetto serra;
• ciclo di vita di un impianto nucleare molto lungo dalla durata di 40-60 anni che consente l’ammortizzazione dei costi iniziali.

Per quanto invece concerne i svantaggi che una risorsa energetica si porta dietro con se vediamo:

• le scorie radioattive che si creano nel processo di fissione sono difficili da smaltire, necessitano infatti depositi per la loro lavorazione e stoccaggio che comportano danni non solo all’ambiente ma soprattutto all’essere umano;

• la sola produzione di energia elettrica;
• l’energia nucleare richiede dei costi di mantenimento e gestione troppo elevati, infatti oltre ad essere caratterizzata da elevati costi iniziali, la tecnologia usata richiede competenze talmente specifiche che la loro gestione unita alla gestione del ciclo di vita delle sostanze radioattive rischierebbe di essere un investimento troppo notevole che andrebbe a gravare sull’investimento pubblico del paese che ne fa utilizzo;
• a tutto ciò è da aggiungere la proliferazione nucleare. Questo significa che il trattamento del combustibile nucleare consente la produzione di plutonio, questa è una sostanza con la quale è possibile la produzione di armi nucleari come la bomba atomica. Per queste ragioni il settore nell’energia nucleare è sottoposto a innumerevoli controlli dalla comunità internazionale.