Come si ricava energia dall’uranio?
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.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.I reattori delle moderne centrali nucleari funzionano con sistemi simili ai quali sono state apportate alcune modifiche.