Fonti energetiche
Fonte: fissione nucleare
L'energia nucleare è prodotta dalla fissione dei nuclei atomici di Uranio 235 o Plutonio 239. La prima fissione nucleare fu ottenuta nel 1934 da Enrico Fermi.
Impianto: centrale nucleare
La centrale nucleare serve per produrre energia elettrica, è simile a una centrale termoelettrica, la sola differenza è che l'acqua è riscaldata dall'energia liberata da un reattore nucleare.
Storia / scoperta
La prima centrale nucleare che forniva elettricità per uso civile è stata realizzata nel 1954 in Russia (potenza 5 MW).
Tecnologie
Con le nuove tecniche dei reattori, la necessità di utilizzare nuovo uranio si riduce di molto se non addirittura si annulla!
Abbiamo i seguenti nuovi reattori:
- che possono utilizzare il MOX (uranio, plutonio);
- autofertilizzanti a neutroni veloci (FBR) a ciclo uranio-plutonio;
- autofertilizzanti a neutroni lenti (TBR) che utilizzano una miscela di Uranio e Torio (presente in natura in grande quantità).
Nella realtà i reattori FBR hanno il solo vantaggio di consumare meno combustibile, ma gli svantaggi alla sicurezza e gli elevati costi di manutenzione ne hanno rallentato l'adozione.
In futuro:
- a fissione veloce che useranno metalli diversi dall'Uranio;
- amplificatore di energia che utilizzerà il Torio.
Queste tecnologie non sono ancora pronte e richiederanno del tempo prima della loro realizzazione pratica per la quale non è conosciuto il loro rendimento.
Potere energetico
1 kg di uranio arricchito (U 235) produce 250 MWh di energia elettrica (un barile di petrolio solo 1,6 MWh).
Costi
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I costi principali sono i seguenti:
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Quindi a differenza di quello che si crede, il trattamento delle scorie incide poco su tutto il processo.
Nel 1954 il presidente della Atomic Energy Commission USA, in un convegno sostenne:
"Non è troppo aspettarsi che i nostri figli usufruiranno nelle loro case di energia elettrica troppo economica per poter essere misurata."
Nella realtà il costo per kWh prodotto è paragonabile a quello di una centrale a carbone o a petrolio (fine della speranza dell'energia a buon mercato).
Pro
Le centrali nucleari operative nel mondo sono 433 o 437 (l'ultima costruita risale al 1996). Nel 2011 tutta l'energia nucleare generata è stata pari al 14% di tutta l'energia elettrica prodotta e solo il 5% dell'energia totale utilizzata dall'uomo. La Francia è un caso a se, in quanto è il secondo Paese al mondo per consumo di energia nucleare il quale copre gran parte del suo bisogno elettrico.
La potenza degli impianti varia da 40 MW a oltre 1 GW (la centrale idroelettrica più grande del mondo ha una potenza di 22,5 GW). L'Uranio estraibile entro un costo di 130 $/kg è di 6 milioni di tonnellate. Si può ottenere l'Uranio come sottoprodotto della lavorazione dei fosfati, o dalle ceneri delle centrali a carbone.
Contro
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Le riserve di Uranio naturale sono relativamente limitate, sarebbero sufficienti a fornire energia elettrica solo per una decade, in una società convertita all'elettricità come fonte principale.
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I problemi per la sicurezza sono enormi! Tanto che alcuni Stati (come l'Italia) hanno rifiutato l'utilizzo delle centrali nucleari, altri Stati come la Russia e il Giappone sono quelli che più hanno patito gli orrori degli incidenti che si sono verificati.
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I morti che fanno le fonti fossili (petrolio, gas e carbone) sono di gran lunga maggiori di quelli che ci sono stati con il nucleare; però la paura per il nucleare è dovuta al fatto che: mentre con le altre fonti il dramma si vive solo in una zona locale molto limitata, con il nucleare la zona contaminata può essere molto estesa (può contaminare interi Paesi) con effetti dilazionati anche nel tempo per molti anni; quindi il rischio diventa grande per la superficie colpita e per il tempo in cui ha effetto.