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ENERGIA NUCLEARE Fissione e fusione a caldo e freddo

FONTI ESAURIBILI

Prof. A. Battistelli

2

FISSIONE NUCLEARE La fonte più sporca e pericolosa

Prof. A. Battistelli

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Cos’è l’energia nucleare?

Composizione dell’atomo L’atomo è il «mattone» che costruisce la materia ed è composto da: PROTONI = particelle con carica elettrica positiva concentrate nel nucleo,

NEUTRONI = particelle con carica elettrica neutra, anch’esse nel nucleo,

ELETTRONI = che ruotano attorno al nucleo, attratti dai protoni.

Prof. A. Battistelli

- -

-

ELETTRONE

PROTONE

NEUTRONE

4

U235

neutrone

Ba141

Kr92

neutrone

neutrone

neutrone

Come si può liberare l’energia nucleare?

FISSIONE NUCLEARE

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=Jr0tOuoI4Ic

RADIOATTIVITÀ

Prof. A. Battistelli

Atomi instabili

Alcune sostanze, sono composte da ATOMI FISSILI, con nuclei instabili,

CIOÈ CAPACI DI ROMPERSI IN ALTRI DUE ATOMI (Bario144 e kripton89),

liberando:

NEUTRONI, MOLTISSIMA ENERGIA E RADIAZIONI.

n + 235U 144Ba + 89Kr + 211,5 MeV + 2/3 n

5

U235

U235

U235

neutrone

Ba141

Kr92

neutrone

Ba141

Kr92

neutrone

Ba141

Kr92

Scateniamo una reazione a catena NEUTRONI COME PROIETTILI I nuclei di Uranio, se colpito da neutroni lenti, si dividono in due nuclei più leggeri, liberando 2/3 neutroni Radiazioni pericolosissime Moltissima energia

REAZIONE A CATENA Ogni nucleo fissionato, diventa 2 nuclei di due nuove sostanze libera altri «proiettili» capaci, se lenti, di rompere altri nuclei di uranio, provocando una reazione a catena.

U235

neutrone

Ba141

Kr92 EN

ERG

IA

neutrone

neutrone

neutrone

Reazione a catena Fissione nucleare

Prof. A. Battistelli

n + 235U 144Ba + 89Kr + 211,5 MeV + 2/3 n

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Da atomi microscopici un’energia gigantesca

Come mai tanta energia? La differenza, rispetto ad altre fonti, della capacità di generare energia termica tramite la fissione nucleare sembra evidente.

Uranite

Pastiglie di uranio

Barre di uranio

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URANIO = esistono 3 isotopi di uranio (stesso n di protoni, diverso n di neutroni):

U234 , U235 , U238

Solo U238

1% è composto da URANIO235 elemento fissile utilizzato nelle centrali termonucleari.

7

Da atomi microscopici un’energia gigantesca Come mai tanta energia? Come mai qualche cosa di tanto piccolo può generare tanta energia?

Facciamo un passo indietro, per capire la differenza tra tra la reazione chimica di un

U235

neutrone

Ba141

Kr92

ENER

GIA

neutrone

neutrone

neutrone U235

B. FISSIONE NUCLEARE

IL PESO RIMANE UGUALE Metano CH4

+ = +

2 Molecole di Ossigeno

Acqua

Anidride Carbonica

PRIMA DELLA COMBUSTIONE

DOPO LA COMBUSTIONE

U235

Ba141 Kr92

sparita la materia?

Da dove arriva

legami chimici tra gli atomi

Prof. A. Battistelli

A. COMBUSTIONE, REAZIONE CHIMICA

8

U235

neutrone

Ba141

Kr92

ENER

GIA

neutrone

neutrone

neutrone U235

IL PESO RIMANE UGUALE

PRIMA DELLA COMBUSTIONE

DOPO LA COMBUSTIONE

U235

Ba141 Kr92

DI MATERIA

LA MATERIA NON SPARISCE

legami chimici tra gli atomi

La MATERIA si è trasformata in

ENERGIA

Da elementi microscopici un’energia gigantesca Come mai tanta energia?

Prof. A. Battistelli

B. FISSIONE NUCLEARE

A. COMBUSTIONE, REAZIONE CHIMICA

9

Quanta energia dagli atomi?

U235

neutrone

Ba141

Kr92

ENER

GIA

neutrone

neutrone

neutrone U235

U235

Ba141 Kr92

DI MATERIA

La MATERIA si è trasformata in

ENERGIA

Secondo la formula di Einstein

E= m*C2

E= energia m= materia che sparisce

C= velocità della luce 300000 km/s

GUARDA IL VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=YvbR-tJ47xs

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Come si ricava Miniera = viene estratto il minerale Uranite Produzione combustibile

1. Conversione ad UFe 2. Arricchimento U238 (in U235 )

+ Plutonio e uranio recuperato da scorie 3. Fabbricazione pastiglie di combustibile

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Molta energia, rischi devastanti, radiazioni e rifiuti altamente pericolosi

otteniamo:

possibili incidenti devastanti per vaste aree e per centinai di anni, Grandi difficoltà di gestione di rifiuti enormemente pericolosi per centinaia di anni, radiazioni (da miniere e centrali).

Ciclo del combustibile U235

1

2

3

4

5

6 7

U238 U235

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Il problema delle scorie e dei rifiuti radioattivi Produzione annua di scorie di un reattore nucleare di 1000 MW

DA 230.000 T DI MINERALE dalla MINIERA:

229.800 t di scorie

Attrezzature radioattive da dismettere

DA 230 T DI CONCENTRATO DI URANIO

190 t di scorie

Impianti radioattivi da dismettere

DA 40 T DI URANIO ARRICCHITO

13 t di scorie

Impianti radioattivi da dismettere

DA 27 T DI COMBUSTIBILE (PASTIGLIE DI URANIO PER IL REATTORE)

26 t di scorie

Recupero per ritrattamento di 0,2 t di plutonio e 5 t di uranio trattato

25 m3 di scorie finali,

emissioni radioattive,

rifiuti e liquidi radioattivi,

Rifiuti da smantellamento degli impianti

Fusto di rifiuti radioattivi (fonte: Der Spiegel-deposito

temporaneo della centrale atomica dismessa di Brunsbüttel, vicino ad Amburgo

Scorie smistate dal centro Enea di Rotondella, in

Basilicata, misteriosamente scomparse, forse in Somalia.

http://www.ilariaalpi.it/?p=6017

Controlli in un deposito in Giappone

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Disponibilità del combustibile

235 è raro, quindi occorre arricchire il più U238 non fissile

Sud

Africa

6%

Ucraina 5%

Uzbekistan 5%

Repubblica Ceca 4%

Namibia 4%

Urss 4%

Francia 3%

Romania, Bulgaria, Cina, Gabon, Congo, 1%

7% tot.

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Localizzazione delle centrali

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La maggior quantità di centrali esistenti è localizzata in nazioni:

• che hanno cercato di emergere come potenza bellica,

• dove la produzione di energia è statale,

• Dove ci sono riserve di uranio e

Lo schema non evidenzia i nuovi investimenti che hanno avuto una produzione di energia è privata.

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Centrali nucleari, dipendenza energetica, zone a rischio Lo sfruttamento dell’energia nucleare ha eliminato la dipendenza energetica?

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In Italia Depositi di scorie e vecchie centrali da monitorare e dismettere = Costi economici estremamente elevati = Costi ambientali e potenziali disastri

Mappa delle scorie in Italia

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Grandi disastri e piccoli incidenti Cernobyl, Fukushima e quotidiani problemi di emissioni di radiazioni

Incidenti e radiazioni: http://www.nibiru2012.it/forum/gaia/allarme-radiottivita-inghilterra-chiusa-una-centrale-nucleare-145797.0.html

Radiazioni diffuse dopo l’incidente a Fukushima

Incidenti nella storia: http://www.tuttogreen.it/gli-incidenti-nucleari-nella-storia/

Miniere, depositi,

discariche abusive

Rischio sismico e centrali nucleari

Aree contaminate

per centinaia di anni

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=LESmbVasj6g

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Effetti dell’esposizione alle radiazioni nucleari Morti, malati di cancro, nuovi nati con malformazioni e deficit cognitivo

• Morte immediata rare in caso di scoppio di ordigni o centrali

• Morte per cancro (radiazioni dirette,

ingestione di acqua o cibi contaminati) Nuovi nati con gravi malformazioni o deficit mentali (=mutazioni genetiche)

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Centrale termonucleare

7

1

3 4 5

8

6

6

2

turbina

1

3

8 condensatore

4

7

5

2 1. Combustibile 2. Caldaia 3. Vapore (la pressione fa muovere la turbina)

4. Turbina (da energia cinetica a meccanica di rotazione)

5. Alternatore (da energia meccanica a elettricità)

6. Trasformatore (abbassa e alza il voltaggio)

7. Rete elettrica 8. Condensatore (da vapore ad acqua)

VIDEO: www.youtube.com/watch?v=YvbR-tJ47xs Prof. A. Battistelli

Da energia nucleare a energia elettrica Il funzionamento è simile a quello di una centrale termoelettrica, ma il combustibile, per scaldare l’acqua, in questo caso è l’uranio.

Trasformatore

1

20

Generazioni di centrali I e II generazione: non sicure, emettono delle

III generazione: più costose, ma ancora non sicure. Le più recenti in costruzione/funzione.

III generaz. avanzata: ancora più costose, ma

IV generazione: con sistemi di sicurezza auto-alimentanti, più sicure, estremamente costose.

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4

Piscina del reattore

dove è immerso l’uranio

nell’acqua pesante.

1

Barre di controllo (cadmio o boro):

assorbono neutroni, frenando la

reazione a catena.

2

Turbina: l’energia cinetica del

vapore trasformata in energia

meccanica di rotazione.

4 Caldaia: l’acqua

pesante scalda acqua

che diventa vapore

3

Condensatore: il vapore che ha perso forza viene

ritrasformato in acqua, per tornare alla caldaia. L’acqua di

raffreddamento può essere ricavata da un vicino corso d’acqua

6

Trasformatore 5

Piscina di

stoccaggio

delle scorie

7

7

https://www.youtube.com/watch?v=3EA7j91Wrig#t=54

21

Moltissima energia = radiazioni, scorie, disastri = elevatissimi costi I COSTI TOTALI COMPRENDONO: • Acquisto di uranio estratto da miniere,

• Costi di ripristino e smaltimento di prodotti e attrezzature radioattivi delle miniere,

•

• Costi di trasporto

• Costi di stoccaggio e controllo delle scorie per centinaia di anni,

• Costi causati da vari incidenti minori e le radiazioni emesse dalle centrali attuali,

• Costi della salute pubblica,

• Costi dovuti alla contaminazione di suoli e le acque,

• Costi di gestione di centrali dismesse,

• Costi enormi per la dismissione delle centrali

Solo non considerando i suddetti costi, il nucleare può essere considerato conveniente rispetto altre fonti.

Prof. A. Battistelli

I costi dell’energia nucleare

Questo schema considera solo il potere calorifico, non i costi generali e l’energia occorrente per l’estrazione e il trattamento dell’uranio.

Da uno studio di J.Blackburn docente di economia americano, nel 2010 i costi della fonte nucleare hanno sorpassato i costi della fonte solare. Lo studio è ancora più sorprendente, se si considera che gli USA hanno riserve di uranio e industrie di trattamento e arricchimento.

Articolo: www.uomoplanetario.org/wordpress/2010/08/storico-sorpasso-l%E2%80%99energia-solare-costa-meno-di-quella-nucleare/

Video: www.youtube.com/watch?v=xABa7fX8OHs&list=PLCA73F002C2CF66BC&index=21

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Distruzione, morte, disperazione, esodo forzato, territorio non utilizzabile…

Prof. A. Battistelli

Dopo un disastro nucleare

Articolo: www.genitronsviluppo.com/2014/02/17/che-fesseria-nucleare/

Dopo il disastro nucleare la provincia di Fukushima punta su fonti rinnovabili al 100%.

Il 53% dei giapponesi è vuole che il nucleare venga eliminato gradualmente, mentre il 23

23

Sostenibilità, rischi, convenienza economica, tempi di costruzione, radiazioni, scorie..

Prof. A. Battistelli

Pro e contro le centrali nucleari (per fissione)

ARTICOLI

• Tutto quello che c’è da sapere sull’energia nucleare https://www.lifegate.it/persone/stile-di-vita/energia-nucleare-nel-mondo

• Dopo il disastro a Fukushima, piano 100% rinnovabili www.genitronsviluppo.com/2014/02/17/che-fesseria-nucleare/

• Eolico off shore, l’elettricità costa meno del nucleare *1 http://www.repubblica.it/economia/2017/09/17/news/nucleare-175613990/?ref=search

PRO NUCLEARE (fissione)

CONTRO NUCLEARE (fissione)

VIDEO

• Emilio del Giudice: nucleare, fonte più costosa www.youtube.com/watch?v=xABa7fX8OHs&list=PLCA73F002C2CF66BC&index=21

• Perché sul nucleare Veronesi sbaglia https://www.youtube.com/watch?v=VF6Oyt9Z4Sk

• Rubbia: Stop nucleare, ora innovazione per l’energia https://www.youtube.com/watch?v=J69KwOjWRlw

• Silvestrini risponde a Chicco Testa sul nucleare https://www.youtube.com/watch?v=QpSC1JriKKk

•Report: scorie radioattive in Germania https://youtu.be/JTEdJX6rlrs?t=37

• Report: l’eredità (trasmissione completa, lungo. Guardare inizio) https://www.youtube.com/watch?v=BgKYQ0af5gk

VIDEO

• C.Testa: Carbone uccide. Altro che nucleare! https://www.youtube.com/watch?v=d_jyJhnJ-2o

• Veronesi: Il nucleare? Più pericoloso un viaggio in aereo https://www.youtube.com/watch?v=IG30QxgBUso

• McEwan: nucleare? A cinquant'anni capisci che è giusto https://www.youtube.com/watch?v=uIYtKdoraNU

VIDEO PRO E CONTRO

• PRO E CONTRO IL NUCLEARE www.youtube.com/watch?v=xABa7fX8OHs&list=PLCA73F002C2CF66BC&index=21

ARTICOLI

• Nucleare: svantaggi, ma anche vantaggi https://www.informazioneambiente.it/centrale-nucleare/

• Arabia: solare per sostituire il petrolio, e nucleare per il prestigio http://www.repubblica.it/economia/2018/03/28/news/arabia_dimenticare_il_petrolio_con_la_

centrale_solare_piu_grande_del_mondo-192433699/?ref=search

*1 Eolico tradizionale = fonte con i costi più alti di produzione elettrica

ALTRO NUCLEARE (fusione fredda)

VIDEO

• LENR: la tecnologia italiana che può cambiare il mondo https://www.youtube.com/watch?v=MLI36taiB_Y

• Cold fusion: how it works https://www.youtube.com/watch?v=f6d2q-YxVvk

• Piezonucleare

https://www.youtube.com/watch?v=9nlihQO1MfM

https://www.youtube.com/watch?v=XpDUUIHIr2M

24

FUSIONE A CALDO La fonte che non avrà mai un futuro

Prof. A. Battistelli

25

Fusione di 2 nuclei

Da energia nucleare a energia elettrica Due nuclei di atomi d’Idrogeno si fondono per formare un nucleo di atomo di Elio. Anche in questo caso sparisce massa, che si trasforma in energia, secondo l’equazione di Einstein

E= m*C2 Per provocare la fusione nucleare a caldo, occorrono altissime temperature, come quelle del sole e uno spazio libero non a contatto con qualsiasi materiale che fondebbe, diventando plasma, a quelle temperature.

Prof. A. Battistelli

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Fusione di 2 nuclei Occorre temperatura di 15 milioni di gradi, come il sole per provocare la fusione nucleare per ottenere calore per scaldare dell’acqua e materiali speciali, detti «superconduttori», per creare i reattori. I superconduttori sono materiali che, a temperature tra -270°e -200°, sono in grado di allontanare i nuclei d’idrogeno (due isotopi d’idrogeno: deuterio e trizio), sfruttando la carica dei nuclei, creando così una “nube” di nuclei sospesa fra delle pareti magnetiche. “Dentro” tale nube, riscaldandola, si riesce ad ottenere la fusione nucleare.

I costi e le difficoltà tecniche rendono questa tecnologia

quasi impossibile e

NON economicamente sfruttabile.

Prof. A. Battistelli

http://www.appuntidigitali.it/16801/un-ulteriore-passo-verso-la-fusione-nucleare/ http://dailystorm.it/2012/05/24/iter-alla-ricerca-della-fusione-nucleare/ http://magazine.linxedizioni.it/2012/10/16/calda-o-fredda/

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Fusione a freddo Sicura, economica, flessibile

Prof. A. Battistelli

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Fusione fredda Piezonucleare

Approfondimenti: fusionefredda3.com/novita/fusione-fredda-i-progressi-del-piezonucleare http://nuovefontidienergia.myblog.it/2012/04/29/a-che-punto-siamo-con-la-fusione-fredda/ www.focus.it/scienza/scienze/ecco-la-fusione-fredda-1915?gclid=Cj0KEQjwgryfBRDn7cvY-pOit4cBEiQAB3nTbgzHekQKKEiN8IdnBFKLlzvRUbQRq8Gz5t_zgxNeDEQaAoPG8P8HAQ

L’energia pulita, sicura ed economica del futuro, ancora in fase di perfezionamento.

VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=eOU62nXMgDs

www.youtube.com/watch?v=5fNXz6qMUeg

Prof. A. Battistelli

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Video consigliati

Centrale termonucleare

Centrale termonucleare: https://www.youtube.com/watch?v=YvbR-tJ47xs

L’eredità del nucleare-Report : www.youtube.com/watch?v=BgKYQ0af5gk Fukushima : https://www.youtube.com/watch?v=LESmbVasj6g

Approfondimento su Chernobyl : https://www.youtube.com/watch?v=LESmbVasj6g

I costi nel nucleare: https://www.youtube.com/watch?v=xABa7fX8OHs&list=PLCA73F002C2CF66BC&index=21

Incidenti e radiazioni: www.nibiru2012.it/forum/gaia/allarme-radiottivita-inghilterra-chiusa-una-centrale-nucleare-145797.0.html

Incidenti nella storia: http://www.tuttogreen.it/gli-incidenti-nucleari-nella-storia/

I 10 maggiori disastri: https://www.youtube.com/watch?v=XcZC_3UWz14

Fissione nucleare Quanta energia da un atomo: ww.youtube.com/watch?v=YvbR-tJ47xs

Radiazioni, cosa sono: www.youtube.com/watch?v=Jr0tOuoI4Ic

Enea news, fusione nucleare: https://www.youtube.com/watch?v=dtubXkIZW8I

Come la radioattività attacca il corpo umano: www.youtube.com/watch?v=dtubXkIZW8I

Fusione a freddo o piezonucleare

VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=eOU62nXMgDs

www.youtube.com/watch?v=5fNXz6qMUeg

ARTICOLI: www.youtube.com/watch?v=5fNXz6qMUeg

fusionefredda3.com/novita/fusione-fredda-i-progressi-del-piezonucleare http://nuovefontidienergia.myblog.it/2012/04/29/a-che-punto-siamo-con-la-fusione-fredda/ www.focus.it/scienza/scienze/ecco-la-fusione-fredda-1915?gclid=Cj0KEQjwgryfBRDn7cvY-pOit4cBEiQAB3nTbgzHekQKKEiN8IdnBFKLlzvRUbQRq8Gz5t_zgxNeDEQaAoPG8P8HAQ

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