Q5.6 – Scrivono i giovani – ENERGIA NUCLEARE

L’ENERGIA NUCLEARE – problematiche aperte

Le reazioni che interessano l’energia nucleare sono quelle di fissione, fusione e quelle legate alla radioattività (decadimento radioattivo).  Nelle reazioni di fissione (sia spontanea, sia indotta) nuclei di atomi con alto numero atomico (pesanti) come, ad esempio, l’uranio, il plutonio e il torio si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore, diminuendo la propria massa totale e liberando una grande quantità di energia. Il processo di fissione indotta viene usato per produrre energia nelle centrali nucleari. La fissione nucleare fu ottenuta sperimentalmente per la prima volta dal gruppo guidato da Enrico Fermi nel 1934 bombardando l’uranio con neutroni opportunamente rallentati con un blocco di paraffina. Le prime bombe atomiche, del tipo di quelle sganciate su Hiroshima e Nagasaki, erano basate sul principio della fissione.

Nelle reazioni di fusione i nuclei di atomi con basso numero atomico, come l’idrogeno, il deuterio o il trizio, si fondono dando origine a nuclei più pesanti e rilasciando una notevole quantità di energia (molto superiore a quella rilasciata nella fissione, a parità di numero di reazioni nucleari coinvolte). In natura le reazioni di fusione sono quelle che producono l’energia proveniente dalle stelle. Le reazioni di decadimento radioattivo coinvolgono i nuclei di atomi instabili che, tramite processi di emissione/cattura di particelle subatomiche (radioattività), tendono a raggiungere uno stato di maggior equilibrio in conseguenza della diminuzione della massa totale del sistema.

CENTRALI NUCLEARI:

Il funzionamento di una centrale nucleare a fissione, del tipo ad acqua leggera bollente (uno dei più diffusi), è abbastanza semplice: viene pompata dell’acqua attraverso il nocciolo del reattore che la fa evaporare attraverso il calore provocato dalla fissione dell’uranio. Il vapore viene quindi inviato nelle turbine che trasferiscono la propria energia meccanica all’alternatore il quale genera la corrente elettrica.

Con reattore si intende uno spazio confinato all’interno del quale fare avvenire le reazioni di fissione in maniera controllata. A partire dagli anni ‘40 del ‘900 sono stati ideati moltissimi tipi di reattore, con caratteristiche e scopi diversi. Lo scopo iniziale è stato la produzione di materiale adatto alla realizzazione degli arsenali atomici; solo in un secondo tempo a questa motivazione si è affiancata la produzione di energia elettrica. Non a caso i paesi che vantano il maggior numero di centrali sono anche dotate di armi nucleari.

Il “combustibile” di gran lunga più diffuso è l’uranio arricchito. L’uranio naturale è composto da una miscela di tre isotopi, 234U, 235U, e 238U, di cui 238U il più abbondante (99,3%). E’ necessario, quindi, aumentare la concentrazione dell’isotopo 235U rispetto al più comune e meno radioattivo 238U, in modo da ottenere un materiale fissile che sia adatto a scopi nucleari, cioè che emetta una quantità sufficiente di neutroni.

L’uranio non è l’unico materiale fissile utilizzabile. La ragione per cui si sono sviluppati reattori ad U235 è che essi producono plutonio, utile in tempi di corsa agli armamenti.

I costi di costruzione di una centrale nucleare sono notoriamente molto maggiori di una centrale tradizionale a causa del maggior rischio e quindi delle maggiori misure di sicurezza da adottare per ridurlo; una volta costruita, secondo diversi studi, produrrebbe energia a costi competitivi (cioè simili) rispetto alle altre fonti energetiche. I principali punti su cui si fondano tali convinzioni, tralasciando le questioni ambientali, si possono così riassumere:

- l’incidenza del costo della materia prima e dell’intero ciclo del combustibile, compresa la gestione del combustibile esaurito, incide in maniera modesta sul costo totale di produzione;

- non viene utilizzato un combustibile presente in quantità in progressivo esaurimento e fortemente legato a fluttuazioni del costo, anche in ragione di contingenze geopolitiche, come nel caso dei combustibili fossili;

- le risorse di uranio sono disponibili in quantità sufficiente per continuare la produzione di energia nucleare a lungo termine e a costi stabili (anche in relazione alle diverse tipologie di reattori attualmente esistenti o sviluppabili in futuro);

- l’investimento di capitale è molto spesso in gran parte ammortizzato. Viceversa, secondo diversi studi, l’energia nucleare è economicamente svantaggiosa per i seguenti motivi:

- gli enormi capitali necessari alla costruzione di un impianto ed alla gestione completa del ciclo del combustibile, non possono essere compensati dalla produzione di energia.

- C’è la probabilità che i costi di costruzione non siano recuperati con l’attività dell’impianto, considerata la sua durata e il guadagno attesi.

- L’impianto raramente funziona a pieno regime, solitamente è sfruttato soltanto in parte, dal momento che alcuni impianti periodicamente devono essere fermati per controlli di sicurezza.

- La vita operativa di una centrale nucleare attuale è in genere intorno ai 25-30 anni, anche se oggi si progettano centrali che, mediante la sostituzione periodica di importanti componenti, si ritiene possano arrivare a 60 anni.

- Al termine di questo periodo l’impianto va smantellato, il che richiede tempi estremamente lunghi, diverse volte superiori al tempo di costruzione e di funzionamento, e ingenti somme di denaro.

Assieme a queste tesi non c’è da sottovalutare gli effetti negativi e le problematiche dell’impiego dell’energia nucleare. L’impatto ambientale in caso di incidente grave in una centrale è una delle preoccupazioni che riguardano l’uso civile dell’energia nucleare. Non è tuttavia l’unico impatto possibile: anche l’estrazione, la purificazione e l’arricchimento dell’uranio comportano notevoli impatti ambientali, non solo dal punto di vista della semplice radioattività, ma anche in termini di consumo di risorse idriche ed energetiche, nonché l’uso di sostanze chimiche (fluoro, acido solforico) per l’attività di produzione del combustibile nucleare. Inoltre, potrebbe esserci una reale connessione tra la radioattività e la probabilità di avere la leucemia.  Le statistiche ci suggeriscono che i bambini che vivono entro 5 km dai reattori sono soggetti ad un incremento del 76% del rischio di contrarre una leucemia rispetto ai coetanei che vivono almeno a più di 50 km. Inoltre sono palesi a tutti i gravi danni causati dagli incidenti precedenti, uno su tutti Chernobyl.

Il trasporto e lo stoccaggio delle scorie nucleari comporta infine notevoli rischi potenziali. Il problema delle scorie radioattive è probabilmente il più critico per l’industria nucleare ed esistono attualmente due modi principali per smaltire le scorie, rigorosamente legati a preliminari studi di natura geologica riguardanti il sito di destinazione:

- per le scorie a basso livello di radioattività si tende a ricorrere al cosiddetto deposito superficiale, ovvero il confinamento in aree terrene protette e contenute all’interno di barriere ingegneristiche;

- per le scorie a più alto livello di radioattività si ricorre invece al deposito geologico, ovvero allo stoccaggio in bunker sotterranei schermati.

E L’ITALIA?

Il 22/11/1987 fu svolto il referendum sul l’utilizzo o meno del nucleare in Italia e gli italiani votarono a maggioranza(80,6%) contro la partecipazione dell’Italia a programmi per la costruzione delle megacentrali europee e di conseguenza il governo bloccò la costruzione della nuova centrale nucleare italiana di Montalto di Castro. Per quanto riguarda lo smaltimento delle scorie in Italia (e non solo) non esiste un luogo sicuro su cui è possibile smaltire le scorie, che necessitano di un terreno con particolare condizioni di stabilità.

Nonostante questo il governo ha annunciato che entro tre anni saranno iniziati i lavori per la prima centrare nucleare italiana (parlando di “una vasta opera di convincimento sulla sicurezza delle centrali”).

Indubbiamente le nuove centrali nucleari sono più sicure di quelle del passato perché sono stati fatti dei passi in avanti anche dal punto di vista delle tecnologie e l’energia nucleare potrebbe essere una fonte alternativa di energia da poter utilizzare in futuro. Credo però che sia necessario risolvere prima i problemi strettamente legati al nucleare come appunto lo smaltimento di scorie, le radiazioni, l’impatto ambientale e lavorare ancora molto sulla sicurezza. Solo in seguito alla risoluzione di questi problemi si potrà parlare di energia alternativa. Fino ad allora ritengo che sia da incoscienti imbattersi in una strada che può avere tante ripercussioni negative quasi certe, utilizzando come fine il probabile guadagno

economico.

A.S.