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Reattori nucleari: cosa sono e come funzionano

Centrale nucleare in Belgio

La carenza di approvvigionamento energetico a livello mondiale, esacerbato dalla guerra Russia-Ucraina, ha riproposto un argomento che per un lungo periodo è rimasto in sordina, ossia quello dell’energia generata dai reattori nucleari. Le sanzioni imposte dall’Occidente alla Russia e le prese di posizione di Mosca nel limitare le forniture hanno determinato una crisi dell’offerta che ha colpito in maniera particolare i Paesi fortemente dipendenti dalla Nazione guidata da Vladimir PutinLe energie rinnovabili ancora non sono sufficienti per riuscire a coprire il vuoto, quindi sempre più si parla di rispolverare l’energia nucleare, riattivando alcune delle centrali spente dopo la tragedia di Fukushima del 2011. Vediamo quindi una guida su cosa sia l’energia nucleare e su come funzionano i reattori che la attivano.

 

Energia nucleare: definizione

L’energia nucleare consiste in quella forma di energia prodotta attraverso la trasformazione di nuclei atomici. Questa avviene in 2 modi. Uno riguarda la reazione di fissione, dove si crea una scissione di un nucleo di un atomo composto da un alto numero atomico, producendo nuclei di numero atomico più basso. In questo modo si sviluppa una quantità importante di energia. L’altro concerne la reazione di fusione, dove nuclei di atomi composti da un basso numero atomico si fondono producendo nuclei di numero atomico più elevato e quindi rilasciando una componente energetica molto elevata.

 

Reattori nucleari: funzionamento

Un reattore nucleare produce energia elettrica attraverso la combustione di uranio, senza sfruttare reazioni chimiche. Questo lo rende differente rispetto a una centrale termoelettrica che brucia carbone, petrolio e gas. Inoltre, la quantità di energia che è in grado di produrre è molto più elevata. Ad esempio una centrale nucleare riesca con poche tonnellate di uranio a ricavare in media circa 1.000 MW di elettricità, mentre una centrale termica ha bisogno di bruciare migliaia di tonnellate di combustibili fossili per arrivare a una produzione media di 50/100 MW. Un’altra grande differenza è che l’uranio è un materiale presente in quantità enorme nei mari e in molti materiali, mentre i fossili sono in natura limitati. I reattori nucleari, come accennato, possono essere a fissione e a fusione. I primi, attualmente quelli utilizzati, riescono a estrapolare una gran quantità di energia attraverso la rottura del nucleo di uranio che avviene per mezzo di bombardamento di un neutrone. In questo modo vengono liberati altri neutroni e l’operazione si ripete. La reazione ovviamente deve essere controllata e lo si fa tramite barre di metallo che svolgono una funzione di controllo e refrigeranti della temperatura all’interno del reattore.Le centrali a fissione presentano costi di costruzione alti per effetto delle misure di sicurezza, ma i costi di produzione sono molto competitivi. Inoltre, hanno la caratteristica che non determinano inquinamento atmosferico, fatto salvo il vapore acqueo che proviene dalle torri di raffreddamento dell’acqua di condensazione. La quantità di acqua per il raffreddamento richiesta è elevata e viene rilasciata a temperature altissime, il che ha un impatto ambientale notevole. Il problema fondamentale comunque è quello delle scorie radioattive, che necessitano di posti in cui poterle immagazzinare a lungo termine per impedire che facciano danno. I reattori a fusione ancora non hanno fornito risultati apprezzabili dal punto di vista energetico, quantomeno per ciò che attiene alla stabilità. Il grande vantaggio è quello che non producono scorie radioattive. Tuttavia, la fusione ha bisogno di una temperatura così elevata che nessun materiale esistente potrebbe contenerla.

 

Energia nucleare: vantaggi e svantaggi

Sfruttare l’energia nucleare comporta sicuramente pro e contro che dovranno essere valutati oculatamente. Uno dei principali vantaggi deriva dal fatto che la quantità ricavabile di energia da un nucleo atomico è ben superiore a quella ottenibile da una reazione chimica. In secondo luogo non vi è emissione di sostanze nocive per l’ambiente, come il CO2. Inoltre la produzione di energia nucleare è più efficiente sia in termini di costo che di spazio. Quanto agli svantaggi, il più palese risulta essere il livello di radioattività sprigionato durante le fasi del processo produttivo, il che fa sorgere un serio problema riguardo la sicurezza. Un altro inconveniente consiste nell’immagazzinamento delle scorie a lungo termine, essendo che queste rimangono radioattive per milioni di anni e necessitano quindi di strutture che proteggono dalle radiazioni.

 

Centrali nucleari: un problema di sicurezza

Il disastro di Fukushima del 2011, seguito a quello di Chernobyl del 1986, ha posto sul tavolo di tutti i Paesi a livello mondiale il problema della sicurezza delle centrali nucleari. Per questa ragione molti Stati hanno preferito evitare di utilizzare l’energia prodotta dall’uranio, concentrandosi maggiormente su altre fonti anche a costo di dipendere eccessivamente da alcuni Stati poco affidabili come la Russia. Le tecniche attuali di costruzione delle centrali tuttavia vengono implementate in modo da ridimensionare molto gli scarichi radioattivi, facendo assorbire le radiazioni nella centrale stessa. Questo è reso possibile grazie a impianti ad hoc sul trattamento degli scarichi e a schermi protettivi realizzati in materiale come cemento armato e acciaio. Inoltre, l’ambiente circostante è costantemente monitorato con misuratori di radioattività, il che comporta che il problema degli scarichi è tenuto sotto controllo. Ciò che però determina resistenze da parte di molti nell’utilizzo del nucleare consiste nel fatto che la sicurezza al 100% che non si possano verificare incidenti ancora non c’è. Il punto è che qualora si dovesse creare una contaminazione dettata da sostanze radioattive che sfuggono, le conseguenze sarebbero disastrose per la popolazione circostante, anche perché gli effetti letali come malattie cancerogene potrebbero sorgere dopo parecchio tempo.

 

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