3.1 LA TEORIA DEGLI SPRECHI E LA DISOCCUPAZIONE
Nelle pagine precedenti si è cercato di evidenziare i numerosi vantaggi sociali ottenibili da un ritorno al nucleare; purtroppo, tra coloro che hanno letto l'articolo, molti si sono pronunciati in modo piuttosto negativo nei confronti della proposta contenuta nell'articolo medesimo. In realtà l'idea dell'energia nucleare che ci siamo fatti un po' tutti, deriva per lo più dal disastro di Chernobyl e dall'incidente avvenuto a Three Mile Island -USA- intorno agli anni '60 (immortalato nel bellissimo film "Sindrome cinese"). Ambedue questi incidenti però sono catalogabili nella lista nera dei misfatti in qualche modo legati al potere economico, vediamo perché:
Vantaggi & Svantaggi del nucleare
Il metodo utilizzato per lo sfruttamento dell'energia nucleare è stato ideato da Enrico Fermi nel 1939, all'epoca delle grandi scoperte atomiche e delle intuizioni di Albert Einstein. Ancor oggi il metodo non è cambiato ma l'industria ha sviluppato tecnologie e tecniche di controllo elettronico che raggiungono una precisione elevatissima, basti pensare alle complesse macchine che hanno consentito gli "allunaggi" ed ai robot che sono stati inviati su Marte. Queste tecnologie se fossero state disponibili all'epoca, avrebbero sicuramente evitato i due clamorosi incidenti detti prima! Purtroppo non vi furono investimenti sufficienti e la tecnologia delle centrali nucleari non fu e tutt'ora non è migliore di quella utilizzata nelle tradizionali centrali per la produzione d'energia elettrica.
Il funzionamento di un reattore nucleare non è più complesso di una comune centrale termica ma le potenze in gioco sono superiori di vari ordine di grandezza. Ad esempio:
Tutti questi scarti non sono inquinanti nel senso classico ma emettono radiazioni alfa (radionuclidi), beta (fasci di elettroni) e gamma (radiazioni ionizzanti di alta energia) pittosto pericolosi per tutti gli organismi viventi. Va precisato che soltanto un'esposizione prolungata a intense dosi di radiazioni può produrre danni mortali o comunque danni evidenti. In generale la radioattività è presente ovunque: dalle sorgenti termali alle rocce delle bellissime Alpi. La radioattività è congenita nel nostro mondo ma ovviamente in quantitativi limitati ed ai quali siamo "abituati". All'interno di una centrale nucleare le radiazioni sono di livello elevato mentre all'esterno non si rilevano particolari emissioni. Quindi, dal punto di vista tecnologico è possibile costruire centrali non inquinanti e non pericolose.
Il vero problema dell'energia nucleare: lo smaltimento delle scorie.
Il reattore per funzionare, ha bisogno di essere "raffreddato" altrimenti la reazione a catena diverrebbe così violenta da far salire la temperatura del suo nucleo oltre la soglia di fusione dei metalli. Il metodo di regolazione classico utilizza barre di materiale assorbitore di neutroni (grafite od altro) che devono essere inserite/disinserite all'interno del nucleo per modulare al giusto livello la reazione termonucleare (figura 2).
Inoltre il "combustibile" si esaurisce con una velocità proporzionale all'energia prodotta dalla centrale. Una "carica" di uranio o plutonio dura circa un anno dopodiché il materiale residuo non può più generare energia utile ma risulta ancora sufficientemente radiattivo da costituire un pericolo. Infine c'è un fluido "scambiatore" d'energia - acqua oppure sodio - necessario per asportare calore dal nucleo per cederlo ad un circuito secondario in grado anch'esso di generare vapore surriscaldato per azionare i turbogeneratori d'energia elettrica (figura 1). Il fluido presente nel circuito primario è fortemente bombardato dalle radiazioni emesse dal nucleo e diviene a sua volta radioattivo (radioattività indotta). Esso rappresenta la più pericolosa fonte d'inquinamento del reattore, infatti, mentre le scorie sono in qualche modo gestibili, questo fluido che potrebbe essere vapore surriscaldato o sodio liquido, è difficile da manipolare a causa della sua elevata pressione. Eventuali piccole perdite potrebbero essere scoperte solo dopo parecchio tempo ma solo se risulta un evidente abbassamento della pressione di circolazione o del livello di raccolta del fluido medesimo, cioè quando il danno è ormai prodotto! Naturalmente nelle centrali vi sono dislocati molti rivelatori di radioattività che sono grado d'intercettare anche minimi livelli di pericolo.
Supponendo centrali "sicure"
Supponendo di costruire centrali più sicure, rimane il problema dello smaltimento delle scorie che presenta costi piuttosto elevati. Oggi sono possibili soluzioni innovative, una di queste (ed è ancora nel limbo della fantascienza) prevede l'allestimento di appositi razzi-cargo privi d'equipaggio, in grado di trasportare le scorie fino ai limiti gravitazionali del Sole per poi proseguire in un'orbita di collisione con l'astro stesso (è come inviargli pillole di vitamine!). Questa soluzione è piuttosto interessante, è tecnicamente e tecnologicamente realizzabile anche subito e finalmente consentirebbe di stabilire un metodo universale per smaltire ogni tipo di rifiuto non riciclabile, radioattivo o meno.
Prospettive future
Forse non tutti sanno che c'è la possibilità di realizzare generatori d'energia atomica non inquinanti. L'evoluzione naturale della "pila di Fermi" è orientata al passaggio dalla "fissione" del nucleo alla sua "fusione". Con questo approccio i materiali radioattivi di scarto sono praticamente inesistenti e la fonte d'energia di base è inesauribile perchè è una piccola componente dell'acqua marina!
Si ottiene così una grande quantità di energia ma anche una grande quantità di materiali radioattivi di scarto, scomodi e per il momento inutilizzabili. Con l'impiego di talune tecnologie innovative rivenienti dai forti investimenti nella ricerca scientifica avviati a suo tempo in alcuni paesi, le scorie sono state ridotte ed i pericoli di contaminazione sono stati quasi del tutto annullati. Ad esempio nei reattori costruiti in Francia si usa il sodio quale elemento di scambio nel circuito primario (quello a contatto col nucleo) al posto del vapore surriscaldato che è molto più pericoloso. Negli USA si utilizza il cosiddetto "plutonio arricchito" prodotto nei reattori "autofertilizzanti", ovvero come elemento di raffreddamento si utilizza plutonio che diviene fortemente instabile e pronto per essere impiegato a sua volta come combustibile nucleare (sfortunatamente il plutonio è anche utile per costruire bombe in grande quantità!). Insomma, oltre all'elettronica di controllo sono state fatte numerose varianti rispetto all'originale "pila di Fermi", tutte orientate al contenimento dei rischi e dell'inquinamento.
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Terza parte
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Seconda parte
Continua dalla prima parte
- una centrale a carbone deve bruciare una tonnellata di cocke per produrre 8,5 Mega Watt di elettricità;
- una centrale atomica può sfruttare 1 Kg di uranio 238/235 per produrre 25.000 Mega Watt di elettricità.
E' ovvio che anche il pericolo d'inquinamento è di ordine differente. Il carbone bruciando immette nell'atmosfera una buona quantità di CO, CO2 e H2O (vapore) ed anidridi varie che tutto sommato possono essere considerati "biodegradabili" o rese tali. L'inquinamento nucleare è dovuto, in condizioni ordinarie, alle scorie radioattive del materiale combustibile trasmutato, dai materiali usati per il condizionamento del nucleo, dal mezzo di scambio impiegato per estrarre il calore dal nocciolo del reattore nucleare (figura 1) e dai residui rivenienti dai processi di raffinazione dei minerali radioattivi.
Personalmente ritengo che oggi si può pensare al nucleare senza preconcetti, infatti, nel mondo vi sono ancora molte centrali nucleari ed in particolare ne esistono in Francia ed in Germania. In questi paesi l'esperienza conseguita è ormai superiore a cinquant'anni di attività e non sembra vi sia idea di abbandonarle, semmai si vorrebbe costruire centrali nuove e più moderne in vista di un aggressivo e progressivo "ricatto petrolifero".
Dal punto di vista economico, l'utilizzo delle centrali nucleari non è molto più conveniente rispetto all'impiego del carbone e/o del petrolio (inquinamento a parte!) a causa di una tecnologia sostanzialmente antiquata. Il grande capitale (quello che non conosce barriere sociali o d'interesse generazionale ma provvede solo al suo costante incremento), infatti, conduce tutt'ora una invisibile grande battaglia politica per impedire che i governi occidentali investano pesantemente nella ricerca scientifica ed in particolare in quei settori orientati alla ricerca di nuove fonti d'energia rinnovabili; per una serie di motivi esso vuole che il petrolio rimanga ancora per molto tempo alla base della società industriale!
Esaminiamo ora questa differenza. Il procedimento di "fissione" comporta la distruzione degli atomi di uranio 235/238 che sono di natura piuttosto instabile (cioè tendono spontaneamente a trasmutarsi in atomi più leggeri disintegrandosi lentamente) mediante il bombardamento di neutroni "lenti". Fermi dimostrò che se tali nuclei fossero bombardati con neutroni a bassa velocità, questi ultimi rimarrebbero intrappolati nei nuclei rendendoli ancor più instabili. Nel giro di qualche microsecondo i nuclei che hanno catturato il neutrone si spaccano in due parti non uguali che, a loro volta, rilasciano ciascuno due o tre neutroni "lenti" (figura 3).
Nel contempo essi emettono energia radiante in forma di calore ("quanti" di onde elettromagnetiche ad altissima frequenza originate dalla nuova distribuzione degli elettroni atomici e dalla ricomposizione dei due nuclei). Poiché per ogni nucleo trasmutato saranno liberati due o tre neutroni, subito dopo si avranno altrettante trasmutazioni di altri nuclei di uranio 235/238 e così via fino all'esaurimento di tutto il materiale fissile. Nel giro di qualche millisecondo questa reazione a catena può produrre tutta quell'energia nota come "esplosione atomica" cui la temperatura raggiunta può superare facilmente uno o due milioni di gradi. Nelle pile atomiche la velocità con la quale si sviluppa la suddetta reazione a catena è regolata in modo da produrre circa 500-1000 MW/ora e la temperatura del nucleo è mantenuta a circa 300-400 °C, quindi tutto a livello più umano! E' importante notare che la potenza della fissione nucleare è dovuta all'enorme quantità di atomi che si disintegrano in un tempo brevissimo; è ovvio che rallentando la velocità con la quale si sviluppa tale reazione si può controllare sia la temperatura generata, sia la quantità di neutroni liberati.
Purtroppo esistono dei limiti oltre i quali non si può scendere se non cambiando tecnologia. Dalla fissione nucleare si è quindi passati alla fusione di nuclei ed è questo il prossimo argomento cui si parlerà nella terza ed ultima parte.
Go
Prima parte
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