Il reattore nucleare a fissione
Un reattore nucleare a fissione è una centrale di energia termica ed elettrica che sfrutta l'energia di legame dei nucleoni nei nuclei atomici.
Chi ha inventato il reattore a fissione
Il primo reattore a fissione fu realizzato nel 1942 dal fisico italiano Enrico Fermi a Chicago ( Usa ).
In origine il reattore nucleare era chiamato pila atomica.
Come funziona un reattore nucleare
Nel reattore nucleare viene riposto il combustibile fissile, in genere un isotopo dell'uranio, all'interno del nocciolo.
Il combustibile fissile è l'uranio 235.
Oltre al combustibile, nel nocciolo sono presenti anche dei materiali moderatori ( es. acqua o deuterio ) e delle barre di controllo.
Il combustibile viene esposto a un fascio di neutroni.
Le sostanze moderatrici rallentano il moto dei neutroni, riducendo la loro energia cinetica, per aumentare le probabilità della reazione nucleare con gli atomi del materiale fissile.
Quando il nucleo dell'atomo di uranio-235 assorbe un neutrone, si avvia il processo di fissione nucleare. Il nucleo dell'atomo pesante si frammenta in due nuclei più leggeri e due o tre neutroni liberi.
Dopo la scissione, il nucleo rilascia l'energia di legame in eccesso, sotto forma di energia termica ( calore ) e di energia cinetica dei prodotti della fissioni ( nuclei più leggeri e neutroni liberi ).
Una volta prodotto il calore, questa energia può essere impiegata direttamente oppure convertita in energia elettrica.
I neutroni liberati nel processo di fissione possono colpire i nuclei degli altri atomi di materiale fissile, dando luogo a una reazione a catena.
Come si controlla al reazione a catena
Le barre di controllo hanno lo scopo di assorbire i neutroni per ridurre il numero delle fissioni nucleari.
Quando le barre di controllo sono immerse nella vasca d'acqua dove si trova il combustibile fissile, le barre ostacolo e assorbono una parte dei neutroni, riducendo il numero delle reazioni di fissione e l'energia termica prodotta.
Le scorie radioattive
I materiali residui e i metalli delle apparecchiature sono esposti alle radiazioni e diventano a loro volta dei materiali radioattivi con tempi di dimezzamento molto lunghi.
Questi materiali sono conosciuti come scorie radioattive. Si tratta di rifiuti altamente pericolosi che non possono essere trattati.
In genere, le scorie nucleari sono stoccate in sicurezza all'interno di depositi per lungo tempo, ove il processo di decadimento radioattivo non provoca danni all'ambiente e alle persone.
