Tesina terza media (Riccardo Biasio)

energia nucleare

Riccardo Biasio

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Perchè proprio il nucleare?

Per la mia tesina ho scelto di fare un elaborato che descriva l’energia nucleare, perché ritengo che la maggior parte della gente non capisca le sue caratteristiche e potenzialità, i suoi vantaggi, i suoi svantaggi. Penso che questa possa essere l’energia del futuro se usata in modo corretto e responsabile. La scelta del nucleare è stata influenzata soprattutto dalla mia curiosità nel capire il funzionamento alla base delle stelle; da lì ho trovato collegamenti con la fusione nucleare e, col tempo, ho voluto approfondire l'argomento.

1)Struttura atomo;

5)Aspetti negativi e positivi

2)Centrale nucleare

6) Educazione civica

INDice

3)Fissione nucleare

7)Elaborato

8)Ringraziamenti

4)Fusione nucleare

ATOMO

Gli atomi sono piccolissime particelle che costituiscono tutta la materia. Sono formati da un nucleo di protoni e neutroni intorno al quale ruotano gli elettroni. L’energia liberata durante le trasformazioni di alcuni nuclei atomici viene definita nucleare o atomica. La spiegazione teorica di questo processo è stata data da Einstein nel 1905: massa ed energia sono collegate tra loro secondo la formula

E=MC^2

CENTRALE NUCLEARE(a fissione)

Le centrali nucleari producono energia elettrica sfruttando il calore generato dalle reazioni nucleari. Il processo si verifica nel nocciolo del reattore, dove avviene la fissione del combustibile nucleare in barre

FISSIONE NUCLEARE

La fissione nucleare è una reazione nucleare in cui atomi di uranio 235, plutonio 239 o di altri elementi pesanti adatti vengono divisi in frammenti in un processo che libera energia. È la reazione nucleare più facile da ottenere, ed è comunemente utilizzata nei reattori nucleari e nei tipi più semplici di bombe atomiche, quali le bombe all'Uranio.

FUSIONE NUCLEARE

In chimica nucleare e in fisica nucleare, la fusione nucleare è una reazione nucleare nella quale i nuclei di due o più atomi si uniscono tra loro formando il nucleo di un nuovo elemento chimico. Perché la fusione sia possibile i nuclei devono essere avvicinati tra loro, impiegando una grande energia per superare la repulsione elettromagnetica. La fusione degli elementi fino ai numeri atomici 26 e 28 (ferro e nichel) è una reazione esotermica, cioè emette energia poiché il nucleo prodotto dalla reazione ha massa minore della somma delle masse dei nuclei reagenti.

LA STORIA

Nel 1920 l’astronomo inglese Eddington avanzò l’ipotesi che i processi di fusione fossero all’origine dell’energia solare. Verrà dimostrato negli anni successivi che a una temperatura di circa 15 milioni di gradi Kelvin l’idrogeno si trasforma in elio e si produce sufficiente energia per mantenere la reazione del sole stabile per miliardi di anni.

TOKAMAK

Il tokamak è un reattore nucleare a fusione di forma toroidale in cui un plasma (solitamente di idrogeno) ad altissima temperatura e a bassa pressione viene mantenuto coeso e lontano dalle pareti interne grazie a un campo magnetico generato da elettromagneti esterni alla camera. In opportune condizioni, è stato dimostrato che è possibile creare al suo interno le condizioni per la fusione termonucleare. Il tokamak viene riscaldato a temperature elevatissime al fine di innescare al suo interno la fusione termonucleare per ricavarne energia. Il tokamak è una macchina sperimentale in via di ottimizzazione. Ci sono vari progetti che utilizzano il tokamak per attuare la fusione nucleare:

FTU,

EAST,

ITER,

ITER

Questo progetto a sede in Francia a Cadarache e in questo progetto sono coinvolti Unione europea, Russia, Cina, Giappone, Stati Uniti d'America, India, Corea del Sud. Il principio su cui si basa il funzionamento del Tokamak di ITER è che una particella carica immersa in un campo magnetico segue una traiettoria elicoidale secondo l’equazione che definisce il raggio di Larmor:.Dove V è la velocità della particella perpendicolare al campo magnetico, m è la massa, B è l’intensità del campo magnetico, ed Ze è la carica dello ione. Quindi, poiché una particella (elettrone o ione che sia) non si può allontanare più di ρ dalla linea di campo, allora un campo magnetico risulta confinare in modo efficiente un plasma. Questo risultato viene di solito formalizzato, all’interno della fisica del plasma, come teorema di Alfvén

EAST

L'Experimental Advanced Superconducting Tokamak è uno tra i reattori per la fusione nucleare più promettenti al mondo. Si trova a Hefei, in Cina, e si tratta di un tokamak, cioè una struttura "a ciambella", all'interno della quale si genera un plasma ad altissime temperature, tenuto sotto controllo da potenti elettromagneti che operano a centinaia di gradi sotto lo zero… Si tratta, probabilmente, di uno dei luoghi contemporaneamente più freddi e più caldi dell'universo! Ma tornando all'EAST, al momento ha già raggiunto tre grandi obiettivi: -raggiungere una durata di funzionamento di oltre 1000 secondi; -generare una temperatura di 160 milioni di gradi; -creare una corrente di 1 milione di ampere.

FTU

Questo progetto si trova in provincia di Roma, un tokamak che consente di studiare plasmi a campi magnetici elevati e ad alta densità: FTU è la macchina per la fusione operante al più alto campo magnetico (8 T) e consente di studiare plasmi in condizioni fisiche non realizzabili in altre macchine.

ASPETTI NEGATIVI E POSITIVI

Fissione

Fusione

GOAL 7

L'obbiettivo n7 dell'agenda 2030 vuole assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni. Visto che siamo in un periodo di crisi energietica ho pensato a un energia diversa da quella prodotta dai combustibili fossili che sia altrettanto potente, ma sia anche un energia sostenibile. Le prime che possono saltare all'occhio sono sicuramente l'energai solare e l'energia eolica, ma un energia migliore è, secondo me, l'energia nucleare in particolar modo la fusione nucleare che se venisse attuata produrrebbe moltissima energia per tempi molto lunghi senza il problema delle scorie radioattive e dell'emissione di co2

ELABORATO

Risposte

In un prossimo futuro vorresti il nucleare in Italia?

Conosci l'energia nucleare?

Vorresti la fissione nucleare in Italia? Quesito: vorresti abrogare (=eliminare) le leggi che impediscono la costruzione ed il funzionamento di centrali nucleari a fissione in Italia?

Vorresti la fusione nucleare in Italia? Quesito: vorresti che vengano formulate leggi che incentivino la costruzione ed il funzionamento di centrali nucleari a fusione in Italia?

DOVE LA COSTRUIREI?

PROGETTO CENTRALE NUCLEARE

RINGRAZIAMENTI:

Desidero ringraziare i miei professori che in questi anni mi hanno accompaganto nel mio percorso di crescita, mi hanno fatto appassionare, hanno creato in me curiosità e entusiasmo nelle loro discipline. Un ringraziamento speciale al Professore Vonella che mi ha insegnato il sacrificio e la determinazione dicendomi "testa bassa e lavorare". Grazie alla professoressa Morando che oltre alle mie doti per il disegno tecnico ha visto in me quella luce che mi appasiona che spero risplenda sempre, mi dia l'entusiasmo e la voglia di fare qualcosa di speciale nella mia vita. Grazie ai miei compagni per avermi supportato e aver condiviso questo percorso insieme. Grazie alla mia famiglia che con amore mi ha aiutato a crescere e mi accetta per come sono.

SITOGRAFIA

https://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/nucleare/fusione-nucleare https://www.mase.gov.it/pagina/fissione-e-fusione-nucleare https://www.geopop.it/il-nuovo-progetto-sulla-fusione-nucleare-il-divertor-tokamak-test-in-italia/ https://sciencecue.it/tokamak-fusione-magnetica-fonte-energia-alternativa/24425/ https://it.unionpedia.org/i/Equazione_di_Larmor https://www.focus.it/scienza/energia/nucleare-pulito-differenza-fusione-e-fissione-nucleare