Uranio

L'URANIO

1) CHE COS'è?

è un METALLO che viene ricavato dall'uranite, un minerale che contiene due tipi di elementi: l'uranio 238, uranio comune non fissile che non si può dividere, e l'uranio 235, che è uranio radioattivo, fissile.
è una FONTE NON RINNOVABILE di Energia;

2) CARATTERISTICHE:

è un metallo il doppio più pesante del ferro;
è di colore bianco argenteo;
può essere sfruttato come combustibile.

3) UTILIZZO

Con un procedimento chimico detto di arricchimento, si può aumentare la quantità di uranio 235 per due diversi impieghi:

reattore nucleare: nelle centrali termonucleari viene utilizzato un uranio arricchito al 3% per la produzione di energia elettrica;
bomba all'uranio (o boma atomica): viene utilizzato un uranio arricchito al 90%, capace di sprigionare un'enorme quantità di energia.

4) LA FISSIONE NUCLEARE

Mediante la fissione nucleare è possibile separare il nucleo dell'atomo dell'uranio 235 in due nuclei più piccoli.

un neutrone, in laboratorio, viene "sparato" contro un nucleo di uranio U235 che si divide (da qui il termine fissione) in due nuclei più piccoli;
la massa dei due nuclei, sommata, è leggermente minore della massa iniziale del nucleo poiché parte della materia si è trasfomata in energia nucleare;
Dalla rottura del primo nucleo di uranio si liberano inoltre altri tre neutroni che vanno a colpire a loro volta altri nuclei di uranio, andando a determinare una reazione a catena;
All'interno di una centrale nucleare, tale reazione a catena viene controllata per mezzo di barre di controllo che vengono opportunamente inserite per catturare parte dei neutroni liberati, in modo da limitare il numero di nuove "rotture" con conseguente emissione di energia.

5) LA FAMOSA FORMULA DI ALBERT EINSTEIN

Nel 1905, Albert Einstein enunciò la sua famosa formula:

E = m c²

in cui viene definita l'uguaglianza tra materia e energia.

Da questa formula, infatti, si può calcolare la quantità Energia che si ottiene, facendo sparire una certa quantità di materia.

E= Energia

m= quantità di materia

c= velocità della luce (300 000 Km/s)

6) LA CENTRALE NUCLEARE

FASI DI FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE NUCLEARE

All'interno del nocciolo viene innescato il processo di fissione nucleare controllato. Il controllo avviene mediante delle barre di controllo (realizzate in cadmio e boro) che regolano la potenza del reattore fino all'eventuale spegnimento;
Il combustibile nucleare utilizzato è l'uranio 235 che possiede ENERGIA CHIMICA tra i legami delle sue molecole e che, per effetto della fissione nucleare, sprigiona una gran quantità di CALORE (Trasformazione di Energia Chimica in Energia Termica).
L'energia termica prodotta risclda l'acqua contenuta all'interno di uno scambiatore di calore (ferma) che si trasforma in vapore (Trasformazione di Energia Termica in Energia Cinetica).
Il vapore prodotto viene convogliato mediante una tubazione e va a colpire le pale di una TURBINA che inizia a girare (Trasformazione di Energia Cinetica in Energia Meccanica).
La turbina è collegata, mediante un albero motore, ad un ALTERNATORE e trasferisce ad esso il movimento di rotazione.
L'alternatore è un GENERATORE ELETTRICO che, per effetto del Principio di Induzione Elettromagnetica, nel girare produce ENERGIA ELETTRICA (Trasformazione di Energia Meccanica in Energia Elettrica).
La tensione di corrente prodotta dall'alternatore viene aumentata dal TRASFORMATORE che invia la corrente nelle VIE DI TRASPORTO, che distribuisce la corrente nel territorio.

Il vapore in uscita dalla turbina, passa attraverso un CONDENSATORE che lo trasforma nuovamente in acqua la quale viene reimmessa nel serbatoio.

Il REATTORE deve avere una struttura in grado di non lasciare fuoriuscire le sostanze radioattive che si sprigionano durante il processo di fissione. Il reattore è inserito in un cilindro d'acciaio inossidabile posto all'interno di un contenitore in cemento armato dello spessore di almeno un metro. Anche l'edifico che contiene il reattore é fatto di una solida struttura in cemento armato.

7) L'ENERGIA NUCLEARE E L'AMBIENTE

A differenza delle centrali termoelettriche, in cui vengono bruciati combustibili fossili, con la conseguente emissione di CO2 e di elementi inquinanti, nelle centrali nucleari non vi è emissione di CO2 né di fumi inquinanti ma il combustibile fossile residuo, le cosiddette scorie radioattive, rappresentano un grave problema a livello di impatto ambientale e di sicurezza. Inoltre le centrali nucleari rilasciano una piccola quantità di materiale radioattivo durante il loro normale funzionamento che, secondo uno studio condotto in Germania, è responsabile di tumori nell'età infantile.

Inoltre, legati al funzionamento delle centrali nucleari, vi è il pericolo di incidenti che hanno segnato la nostra storia, come l'esplosione di un reattore della centrale nucleare di CHERNOBYL (nell'attuale Ucraina), avvenuta nel 1986 e la fuoriuscita di materiale radioattivo a FUKUSHIMA (in Giappone) a seguito di un terremoto avvenuto nel 2011.

Nonostante sia migliorata notevolmente la tecnologia di costruzione e funzionamento dei reattori nucleari, essi non possono ancora essere definiti totalmente sicuri.

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