I COMBUSTIBILI RADIOATTIVI
L’energia nucleare:
Tutta la materia di cui siamo fatti e quella che ci circonda è formata da
miliardi e miliardi di atomi. Ciascuno di essi è costituito da un nucleo attorno
a cui si muovono particelle elettricamente negative, gli elettroni. A sua volta,
il nucleo è formato da due componenti principali: i protoni, elettricamente
positivi, e i neutroni, elettricamente neutri.
Mentre gli elettroni (negativi) sono legati al nucleo (positivo) da forze
elettromagnetiche relativamente deboli, protoni e neutroni sono tenuti assieme
da forze, dette nucleari, molto più intense. Nonostante che le forze nucleari
siano enormi, anche i legami del nucleo possono essere spezzati mediante le
reazioni nucleari, che possono essere di fissione o di fusione.
Nella reazione di fissione, lo scontro fra un nucleo pesante (formato da un alto
numero di protoni e neutroni) e un neutrone fornisce l’energia sufficiente a
rompere il nucleo pesante in due nuclei leggeri. Al contrario, nella reazione di
fusione, nuclei atomici leggeri si uniscono fra loro in modo da formare nuclei
pesanti; questa reazione avviene solo se il sistema può usufruire di un’enorme
quantità di energia. La reazione di fusione per il momento avviene solo nelle
stelle: nel Sole, per esempio, due nuclei di idrogeno si fondono per formare
elio.
In entrambe queste reazioni i prodotti finali hanno massa complessiva minore di
quella della somma dei reagenti iniziali. Secondo l’equazione di Einstein
E=m·c2
(Energia = massa · velocità della luce al quadrato)
se scompare una massa m, al suo posto compare l’energia. Tale principio viene
sfruttato nelle centrali nucleari oggi esistenti: dalla scissione di atomi
pesanti viene liberata energia sotto forma di calore, utilizzata per generare
vapore in grado di muovere le turbine per la produzione di energia elettrica.
Alla produzione di energia mediante reazioni nucleari sono associati grossi
rischi, legati al fenomeno della radioattività. La radioattività è la proprietà
di alcuni nuclei atomici di disintegrarsi emettendo particelle subatomiche e
onde elettromagnetiche. Le emissioni radioattive sono costituite da tre
componenti: le particelle alfa, che penetrano solo per alcuni millesimi di
centimetro nell’alluminio, le particelle beta, caratterizzate da un potere
penetrante 100 volte maggiore e i raggi gamma. Queste radiazioni interagiscono
profondamente con la materia, provocando un’intensa ionizzazione. L’effetto
della ionizzazione sul corpo umano, soprattutto se sottoposto per un lungo
periodo a queste radiazioni, ha gravi conseguenze.
Dei due processi per la produzione di energia nucleare, attualmente è in uso
solo la fissione che presenta i rischi maggiori in quanto avviene con
combustibili radioattivi quali uranio e plutonio.
La fusione è in via di sperimentazione, poiché richiede grandi quantità di
energia per essere attivata; è ancora oggetto di studio la fusione a freddo che
presenta rischi limitati.
L’Italia, in seguito al referendum del novembre 1987, ha bloccato la
realizzazione e l’installazione di nuove centrali nucleari sul suolo nazionale e
ha sospeso l’attività di quelle già funzionanti.