cultura e natura
L’insostenibile leggerezza dell’atomo... o no? “Lo sviluppo sostenibile è quello sviluppo che soddisfa i bisogni della generazione presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri” (1987, Our Common Future di Gro Harlem Brundtland, Presidente Commissione mondiale sull'ambiente e lo sviluppo WCED ) a cura di Elisabetta Gatti
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econdo i dati diffusi da Terna, l’operatore nazionale 2030 ancora prevedono l’uso degli idrocarburi, nella per la trasmissione dell’energia elettrica, nel 2009, misura dell’80%, quale fonte energetica primaria per a fronte di un fabbisogno energetico nazionale di l’approvvigionamento mondiale: 320,3 TWh (un terawattora corrisponde ad un miliardo di chilowattora) sono stati prodotti 281,1 TWh e sono stati acquistati 45 TWh dall’estero. Con il 66,5% della produzione nazionale, le fonti energetiche tradizionali occupano il primo posto nel bilancio energetico. Sul versante dei consumi, il settore più energivoro è quello industriale che, da solo, assorbe il 43,5 % del fabbisogno nazionale.
Da un punto di vista pragmatico, il nucleare sembra essere una valida alternativa alle fonti fossili. In termini di costi (mediamente 4 €/kWh) si dimostra molto competitivo se confrontato con qualsiasi altra fonte di energia tradizionale e/o rinnovabile.
Con una richiesta di energia sempre crescente, molti e da molto tempo, si pongono la domanda su come riuscire, contemporaneamente, a produrre energia per le generazioni future, energia per lo sviluppo dei paesi emergenti e garantire la sopravivenza della specie umana, animale e vegetale. Un fatto è chiaro, come afferma il Premio Nobel per la Fisica, Carlo Rubbia: “oggi non esiste alternativa seria al petrolio”. Tant’è vero che l’EIA (Energy Information Administration), l’agenzia indipendente di informazione energetica americana, traccia scenari energetici che nel
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cultura e natura Inoltre, rispetto alle fonti tradizionali, il nucleare crea minor inquinamento ambientale. Infatti, da una ricerca effettuata nel 2010 da The European House-Ambrosetti, e commissionata da Enel ed EDF, risulta che introducendo in Italia una quota del 25 % di produzione nucleare (all’interno di un ipotetico mix energetico costituito anche dal 27% di fonti rinnovabili e dal 48% di fonti fossili), in dieci anni si arriverebbe ad un abbattimento dei gas serra paria a 236/381 milioni di tonnellate di CO2.
Il che ci farebbe rientrare negli obiettivi indicati dal protocollo di Kyoto che fissano entro il 2020 una riduzione del 20% dell’emissioni di gas climalteranti. Anche sotto l’aspetto occupazionale, gli effetti sarebbero benefici. La costruzione di una centrale, secondo la ricerca, creerebbe infatti complessivamente circa 6000 posti di lavoro per 5/6 anni (e ricordiamo che il piano nucleare italiano del Ministero dello Sviluppo Economico prevedeva la messa in esercizio di 8 centrali entro il 2020). La gestione, invece, impiegherebbe circa 500/600 addetti per 60 anni e il decomissioning (lo smantellamento) circa 180 addetti per 7/10 anni. Inoltre, il nucleare consentirebbe anche l’abbassamento del costo dell’energia, dando un contributo significativo all’innalzamento del livello di competitività delle nostre industrie sul mercato mondiale, producendo quindi un notevole stimolo per l’economia nazionale. Nonostante i numerosi vantaggi, 3 gravissimi incidenti nucleari, in 30 anni, in 3 continenti diversi (1979 - Three Miles Island, 1986 - Chernobyl e 2011 - Fukushima) mettono in evidenza che il principale anello debole di questa tecnologia è, tutt’ora, la sicurezza. E’ questo che sostiene Alberto Barocas, scienziato nucleare, una volta convinto sostenitore dello sviluppo energetico nucleare, in una lettera aperta indirizzata a La Repubblica il 10 giugno 2001. Lo scienziato individua, lucidamente, alcuni nodi nevralgici irrisolti di questa tecnologia. In primo luogo appare sottostimata la valutazione del rischio di incidente. Infatti, scrive Barocas: “la progettazione di una centrale nucleare avviene sulla base di dati statistici puri, cioè su una probabilità estremamente bassa di un grosso
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incidente, anziché basarsi sul fatto che un incidente anche imprevedibile possa avvenire.” In secondo luogo, prosegue lo scienziato, nel valutare gli Centrale atomica spagnola
effetti degli incidenti nucleari, dobbiamo tener presente il fattore tempo perché questi, a differenza di catastrofi naturali (terromoti, incendi, ecc.) che hanno un inizio e una fine: “si propagano per decenni se non secoli, con un disastro anche economico per il Paese colpito”. Un altro elemento di criticità è dato dalla gestione ComuniCato di sCuse del presidente della tepCo alle vittime del disastro nuCleare di Fukushima I would like to express my sincerest condolences to those who have suffered from the Tohoku-Chihou-Taiheiyo-Oki Earthquake that struck our naion on March 11. The TEPCO Group is currently in the process of mobilizing all of its available resources towards the stabilizaion of "Fukushima Daiichi Nuclear Power Staion" and to "care for the afflicted", "ensure stable power supply during the summer" and "implement extreme business efficiency and streamlining measures." We are especially concerned with the speedy expediion of muliple measures in accordance with the "Roadmap" so that those who were forced to evacuate due to the accident will be allowed to return to their homes as soon as possible. I sincerely request your coninued support and cooperaion. June 2011 the tokyo electric power Company, incorporated toshio nishizawa president Fonte: www.tepco.co.jp
dell’informazione. In occasione di incidenti gravi: “non c'è trasparenza, ogni dato viene negato all'opinione pubblica.” Probabilmente questo è causato anche dalla militarizzazione delle area adibite alle centrali. Inoltre, stando a quanto scrive Barocas, anche lo smaltimento delle scorie radioattive è una grossa “patata bollente” che nessuna nazione al mondo riesce risolvere: “Nell'immenso deposito scavato in una montagna di Yucca
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cultura e natura Tipi di ReaTToRi nucleaRe a fissione Reatori nucleari di i generazione: si trata di piccoli reatori sperimentali o proto-commerciali degli anni quaranta-cinquanta, evolui poi nella ii generazione. Reatori nucleari di ii generazione, versioni commerciali derivate da quelli di prima generazione. sono gran parte dei reatori atualmente in funzione. Reatori moderai a grafite: magnox - reatori di origine britannica raffreddai a gas oggi obsolei; aGr (advanced gas-cooled reactor) - evoluzione dei magnox; rBmk, classe sovieica raffreddata ad acqua bollente ormai obsoleta cui appariene la centrale di Chernobyl. Reatori raffreddai e moderai ad acqua: BWr (Boiling Water reactor) in cui il fluido che muove la turbina è in contato direto con gli elemeni di combusibile; di origine americana. vver (vodo-vodyanoi energeichesky reactor), in cui vi sono due circuii d'acqua in serie, di origine russa. pWr (pressurized Water reactor), in cui vi sono due circuii d'acqua in serie (categoria a cui appariene la centrale di three mile island); di origine americana. Candu reatore ad acqua pesante pressurizzata di origine canadese. Reatori nucleari di iii generazione e di iii+ generazione, introducono migliorie delle ipologie precedeni, ad esempio: epr, basato sul pWr europeo, è un reatore nel quale il raffreddamento e la moderazione vengono otenui grazie all'acqua pressurizzata; di origine franco-tedesca. aBWr o reatore nucleare avanzato ad acqua bollente, basato sul BWr. esBWr, reatore economico semplificato ad acqua Bollente, basato sul BWr. ap1000, reatore pressurizzato avanzato, basato sul pWr americano. aCr, evoluzioni della filiera Candu di origine canadese. vver1000 e vver1200 (vodo-vodyanoi energeichesky reactor), in cui vi sono due circuii d'acqua in serie, di origine russa. Reatori nucleari di iV generazione: atualmente la dicitura si riferisce ufficialmente ad alcune proposte di un consorzio internazionale; introducono cambiameni sostanziali nel processo tecnologico (in fase di studio). si fa presente che queste disinzioni sono state definite sostanzialmente a posteriori e che il confine fra una e l'altra generazione non è sempre neto ed individuabile. ad esempio alcune caraterisiche ipiche dei cosiddei iv generazione sono già state sperimentate fin dagli anni quaranta con una accelerazione negli anni setanta, senza tutavia far decollare la filiera a causa dei problemi riscontrai. htp://it.wikipedia.org/wiki/Centrale_eletronucleare
Mountain in USA si sono dovuti fermare i lavori, il maggiore deposito in miniere di sale della Germania si è dimostrato contaminato con pericoli per le falde acquifere, ecc. Il combustibile nucleare delle nostre centrali fermate è in gran parte ancora lì dopo 25 anni.” Poi per quanto riguarda l’Italia, vi sono una serie di problemi di difficile gestione. I siti nucleari all’estero sono ubicati in zone con una bassa densità di popolazione, caratteristica che non appartiene alla nostra penisola. La conformazione geologica dell’Italia è ad alto rischio sismico. Le centrali nucleari necessitano di enormi quantità di risorse idriche e il nostro dissesto idrogeologico è ben conosciuto. L’Italia non possiede miniere di uranio, il suo costo è lievitato esponenzialmente in soli sei anni da 15 $/Kg a 297 $/Kg e se ne prevede l’esaurimento entro il 2030. Infine anche per quelle centrali che funzionano bene, secondo studi internazionali da tempo consolidati, i fumi che emettono determinano un innalzamento delle leucemie infantili nella popolazione al di sotto dei 15 anni. Quindi, nonostante gli sforzi profusi in tutti questi anni per aumentare la sicurezza, la protezione dalle radiazioni, non riusciamo ancora a controllare e calcolare i reali rischi ed effetti del nucleare.
Pensando ad una possibile risposta da dare alla domanda crescente di energia elettrica, forse dovremmo iniziare a guardare altro e oltre la fissione nucleare. Un esempio eclatante di ” alternativa seria” al petrolio, per dirla con Rubbia, che è stato quasi del tutto ignorato dai media italiani, sta proprio a casa nostra. E’ “Made in Italy” infatti il primo prototipo funzionante di fusione fredda che usa come combustibile Nichel idrogenato. Grazie all’opera di Sergio Focardi (Dipartimento di Fisica
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cultura e natura la Fusione nuCleare Fredda. deta comunemente Fusione fredda o Fusione a freddo (in inglese Cold Fusion, "CF", ma indicata anche come low energy nuclear reacions, lenr, "reazioni nucleari a bassa energia", o Chemically assisted nuclear reacions, Canr, "reazioni nucleari assisite chimicamente"), è un nome generico atribuito a presunte reazioni di natura nucleare, che si produrrebbero a pressioni e a temperature molto minori di quelle necessarie per otenere la fusione nucleare "calda", per la quale sono invece necessarie temperature dell'ordine del milione di kelvin e densità del plasma molto elevate. alcuni studiosi ritengono che il termine fusione fredda sia da sosituire con il termine lenr, in quanto tui i fenomeni qui di seguito descrii appartengono alla famiglia delle reazioni nucleari a bassa energia. Catalizzatore E-Cat sezionato
dell’Università di Bologna), Francesco Piantelli (Università di Siena) e Andrea Rossi il prototipo denominato “energy catalyzer” (E-Cat) produce fino a 200 volte l’energia immessa. Questo tipo di reattore non emette radiazioni nocive e si può spegnere come e quando si vuole, al pari di una lampadina. Purtroppo sarà la Grecia con la società Defkalion Green Technologies a dare seguito all’invenzione e tra ottobre e novembre, sarà completata la prima centrale a fusione fredda della storia, per la produzione di 1 MW. Se la rivoluzionaria invenzione sarà confermata, il nostro paese ha un treno che non può permettersi di perdere e sarebbe triste ricordare il vecchio proverbio”nemo propheta in patria”.
FONTI BIBLIOGRAFICHE E ICONOGRAFICHE
http://22passi.blogspot.com www.terna.it www.socialnews.it (Anno 8 - Numero 5 Maggio 2011) www.wikipedia.org www.enel.it www.ambrosetti.eu www.eia.gov www.ingdemurtas.it
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trato da: BoloGna, 14/1/11 CronaCa test Fusione Fredda del reattore niChel-idroGeno FoCardi-rossi. di daniele passerini 17.00 - il seing sperimentale in praica è quello che vado a descrivervi. l'acqua viene fata passare da una pompa nel reatore, lì viene scaldata dal calore generato dalla reazione di fusione fredda ni-h. Con delle termocoppie viene misurata la temperatura dell'acqua sia in ingresso sia in uscita (ora come ho deto è stabile sui 101°C). l'innesco del reatore avviene tramite resistenze, l'assorbimento dell'apparecchiatura al momento è 1269W, ancora non ci hanno fornito i dai della potenza in uscita. rossi ha spiegato che l'apparecchiatura in funzione può produrre sui 6 o 7kW o comunque - ha aggiunto - fino a 10kW. non parliamo naturalmente di energia eletrica ma termica. 17.15 - il videoproietore coninua a mostrare la schermata pC con le misurazioni aggiornate in tempo reale (ogni 2 secondi) di temperatura ambiente (C1), temperatura acqua in ingresso (C2), temperatura vapore in uscita (C3). la curva della temperatura (C3) mostra che in circa 30 minui (dalle 16.30 alle 17.00) è arrivata a 101°C. alle 17.15:00 ad esempio leggiamo queste misure: C1=23,10°C; C2=13,40°C; C3=101,30°C. 17.20 - sto ascoltando i commeni di altri ricercatori dell'università di Bologna sedui accanto a me. danno per scontata la buona fede di rossi e Focardi, ma resta il fato - rimarcano che ci troviamo di fronte a una "scatola nera" e non sappiamo cosa ci sia dentro. 17.27 - rossi spiega che sono stai prodoi dal reatore tra i 10 e i 12kW, mentre l'energia media in ingresso è stata 0,6-0,7kW (è stata misurata anche la secchezza del vapore per la correta esecuzione della sima). l'esperimento è stato condoto dai detentori del breveto e misurato da professori dell'università di Bologna, estranei al progeto. 17.32 - Qualcuno domanda come possiamo chiamare questa apparecchiatura. reatore è un termine troppo generico, risponde rossi, meglio chiamarlo Catalizzatore di energia. rossi ribadisce che a livello teorico possiamo solo ipoizzare cosa avvenga nel macchinario, ma c'è ancora molto da studiare per avere una teoria esata che spieghi questo ipo di reazioni nucleari. pertanto ci sono margini di miglioramento notevoli e il rendimento potrà senz'altro aumentare: al momento si raggiunge un coefficiente 15 per restare in condizioni di massima sicurezza, ma il reatore potrebbe dare molto di più. siamo soltanto alla Ford t della fusione fredda, dobbiamo arrivare alla Formula 1! 17.33 - rossi precisa che più unità di reatore (si trata di veri e propri moduli) possono essere messi in serie per alzare ulteriormente la temperatura prodota, oppure in parallelo per aumentare la quanità di calore prodoto a parità di temperatura (come fossero baterie eletriche!). 17.36 - il dot. levi annuncia che non c'è stato consumo "misurabile" di idrogeno, conferma anche che non è stata registrata alcuna radiazione, salvo quella ambientale di fondo. 17.50 - interviene il prof. Ferrari del diparimento di Fisica dell'università di Bologna. È evidente - dice - che l'apparecchio consumi "qualcosa", qualcosa che si trasforma, trasmuta e alla fine si esaurisce. la domanda è, al di là di cosa sia questo "qualcosa", quanto può stare accesa la macchina. la macchina - risponde rossi - consuma picogrammi (millesimi di miliardesimo di grammo) di nichel e idrogeno per produrre kiloWat. per tanto in questo ipo di tecnologia il problema del consumo di materiale non c'è: con un grammo di nichel possiamo otenere 1000 miliardi di kW. 18.05 - Qualcuno domanda se oltre al nichel possono essere uilizzai altri metalli. sì - risponde rossi - ma chiaramente il nichel è vantaggioso perché poco costoso. 18.07 - Qualcun altro domanda se è il nichel stesso ad aumentare di temperatura. rossi spiega che nel reatore viene immessa una polvere di nichel e che, a fronte di temperature immesse molto più basse, si rinvengono granuli di nichel fuso (che fonde sui 1500°C). inoltre conferma che all'interno del reatore il rame si trasforma in nichel. 18.09 - la conferenza stampa è conclusa, rossi ringrazia i preseni. applauso generale!
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cultura e natura la Tecnologia nucleaRe. Qualsiasi centrale eletrica, indipendentemente dal combusibile che uilizza, per poter funzionare deve generare vapore in modo da poter aivare un alternatore a velocità costante che produca potenza eletrica.
il combusibile, cosituito da uranio arricchito, assume la forma di pasiglie che a loro volta sono assemblate in barre di 4 mt. circa, protete da guaine che ne impediscono la dispersione di radiazioni e la isolano dal contato con l’acqua. il “moderatore” consente di rallentare la corsa dei neutroni che per poter essere assorbii dal nucleo di u235 e produrre altre fissioni devono avere bassi livelli di energia. Generalmente è cosituito da acqua, ma può essere composto da acqua pesante (arricchita in deuterio) o grafite.
nella tecnologia nucleare viene sfrutata l’energia liberata dalla reazione nucleare di fissione (scissione di nuclei di atomi pesani come l’uranio e il plutonio ) per riscaldare l’acqua e generare il l vapore. l’energia termica viene poi trasformata in energia meccanica da una o più turbine a vapore, e quindi in energia elettrica atraverso un alternatore. il processo di fissione nucleare può essere schemaicamente suddiviso in 3 fasi:. 1) un nucleo di uranio 235 viene "bombardato" da un neutrone e avviene la fissione che spezza il nucleo in due atomi (kripton e Bario) e libera tre neutroni e dell'energia. 2) uno di quesi neutroni è assorbito da un altro nucleo di uranio 238 ed è perso nel bilancio. un secondo neutrone può "fuggire" dal sistema o essere assorbito da un elemento che non coninua la reazione. il terzo neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio 235 che si spezza in due atomi liberando due neutroni e dell'energia. 3) i due neutroni liberai si scontrano con due nuclei di uranio 235 e ogni nucleo libera da uno a tre neutroni che servono per coninuare la reazione a catena.
la funzione del refrigerante è di rimuovere l’energia termica prodota nella fissione e di cederla a uno scambiatore di calore in cui si produce il vapore che serve ad azionare la turbina a vapore (generatore di vapore). può essere sia in forma liquida che gassosa. anche per quest’ulimo elemento, l’acqua è il fluido di più frequente uilizzo, in alternaiva sono uilizzabili l’acqua pesante, il sodio fuso, l’anidride carbonica e l’elio. l’assorbitore: nella reazione a catena la moliplicazione dei neutroni tra due successive reazioni di fissione può essere controllata mescolando al moderatore una sostanza (come il boro, il cadmio, ecc.) che assorbe i neutroni senza fissionare: tanto maggiore è la quanità di assorbitore introdoto, tanto minore è la moliplicazione dei neutroni e tanto più lento è lo sviluppo della reazione a catena. se il numero di neutroni cresce, in media, sempre tra una fissione e la successiva, la potenza sviluppata tende ad aumentare; se decresce, la potenza tende a diminuire; se resta costante, la potenza è costante nel tempo. l’assorbitore viene usualmente inserito in tubi cilindrici lunghi qualche metro (barre di controllo). la quanità di assorbitore effeiva, e quindi lo sviluppo della reazione, può essere variata aumentando o diminuendo, con movimeni meccanici, la lunghezza della barre di controllo immerse nel moderatore.
Foni: Giornale di Fisica, vol. 51, suppl. 1 associato all’unione stampa periodica italiana www.enel.it www.wikipedia.org la parte del reatore dove si sviluppa la reazione nucleare e si produce energia è deta “nocciolo” (core, in inglese) ed è generalmente cosituito da quatro componeni: il combusibile, il moderatore, l’assorbitore e il refrigerante.
Uranio
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