4. L’energia nucleare dell’uranio

4 L energia nucleare dell uranio Dopo la seconda guerra mondiale sono entrate in funzione le prime centrali nucleari che producono energia elettrica sfruttando le proprietà del nucleo di un elemento radioattivo, l uranio. Molti pensano che l energia nucleare sia disponibile in quantità illimitata ma non è così: l uranio è un elemento molto diffuso in natura, ma poco abbondante; la scorta mondiale di uranio è all incirca di quella del petrolio. L energia nucleare La scoperta della radioattività Gli effetti delle radiazioni Come si ricava energia dall uranio? SCOPRI Nel disegno è illustrata la fissione nucleare, cioè il processo fisico attraverso il quale si ottiene energia dividendo il nucleo dell atomo di uranio in due nuclei di elementi più leggeri; il termine fissione nucleare significa proprio scissione del nucleo . Il nucleo uranio (U), bombardato con un neutrone, si spezza e dà origine a un nucleo di bario (Ba) e uno di kripto (Kr) e tre neutroni ( a ). Ogni neutrone bombarda un altro nucleo di uranio liberando altri due neutroni ( b ), ognuno dei quali, a sua volta, colpisce altri nuclei di uranio e così via ( c ). Si tratta di una reazione a catena che libera una enorme quantità di energia. OSSERVA Analizza Perché la fissione nucleare dell uranio è una reazione a catena? Ba a U Ba Kr b HAI CAPITO CHE... L energia si ricava dall uranio mediante una reazione a catena. SCOPRI OSSERVA U Kr U Qual è la funzione delle sbarre di controllo nel reattore nucleare? 60 Unità 3 Kr c U Kr La fissione nucleare dell uranio fu ottenuta per la prima volta da un gruppo di fisici italiani guidati da Enrico Fermi nel 1934 ed è la stessa reazione che avviene nella bomba atomica, dove l energia liberata diventa esplosiva e distruttiva. Nel 1942 Fermi riuscì a trovare il modo per controllare la fissione e liberare lentamente l energia prodotta; il primo dispositivo da lui ideato fu chiamato pila atomica o reattore nucleare ed entrò in funzione a Chicago (Stati Uniti). Come funziona un reattore nucleare? Nel reattore nucleare di Fermi, un involucro di piombo contiene un cubo di grafite, sostanza capace di rallentare il movimento dei neutroni; nella grafite sono inserite delle sbarre di uranio alternate a sbarre di boro e di cadmio, dette sbarre di controllo, con la funzione di assorbire la quantità di neutroni in eccesso. Sollevando o abbassando le sbarre di controllo è possibile innescare o bloccare la reazione a catena. sbarre abbassate: la fissione è bloccata Analizza Ba Ba sbarre di controllo sbarre di uranio schermo di piombo grafite sbarre sollevate: avviene la fissione sbarre di controllo sbarre di uranio
4. L’energia nucleare dell’uranio