2. Modulo 1 : “Introduzione sull’energia” e “L’atomo” Modulo 2 : “Referendum” Modulo 3 : “Storia del nucleare” Modulo 4 : “Un approccio da un punto di vista statistico” Modulo 5 : “Reazioni nucleari e reattori nucleari” Modulo 6 : “Gli effetti delle radiazioni” I moduli svolti:
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6. L’Atomo L’Atomo è la più piccola parte della materia esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. Un atomo cambiandosi con un altro origina tutta la materia. Nell’ 800 hanno capito che dentro l’atomo c’erano cariche positive e cariche negative, e si cominciò a capire cosa fossero e dove erano situate e qui fu fatto un esperimento. Venne letto un articolo ”Nuclei di elio” in ci vi era scritto che i protoni avevano carica positiva e quindi gli attribuirono il segno + ; inoltre si spiega che i” Nuclei di elio” erano particelle α radioattive. Dopo averlo letto gli allievi di Ratterford (lord) fecero l’esperimento; dal quale si scopri che i nuclei di elio trapassano l’oro ed erano piccoli nuclei: particelle positive. Elettroni cariche negative; stano intorno al nucleo senza un orbita precisa e infatti vengono detti ORBITALI.
7. + protoni - elettroni n neutroni N tengono uniti i protoni senza carica + = - numero di massa simbolo elemento 1 H 1 numero atomico(protoni e elettroni) La massa dell’atomo dipende dai protoni e neutroni, e si determina sottraendoli. Prozio, Deuterio e Trizio appartengono alla famiglia degli ISOTOPI Ogni elemento a degli isotopi e alcuni sono RADIOATTIVI.
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14. La reazione a catena nucleare avviene all'interno del guscio di cemento e di acciaio, sempre in uno stato cosiddetto "critico" in cui ogni neutrone colpisce un solo nucleo di uranio. Il processo deve essere costantemente controllato poiché se venisse superata la soglia "critica" (ovvero se un neutrone colpisse più nuclei di uranio) la reazione a catena genererebbe un surriscaldamento esponenziale e la conseguente fusione del nucleo nel reattore con emissioni di radiazioni nocive, cosi accadde alla centrale di Chernobyl. Per controllare la reazione nucleare l'uranio viene immerso in una piscina d'acqua pesante in grado di rallentare l'attività dei neutroni e quindi di controllare la reazione nucleare. Funzionamento tipico di una Centrale Nucleare :
15. Nella piscina vengono poi poste barre di cadmio o di boro per assorbire parte dei neutroni che si liberano dalla fissione nucleare . La reazione a catena nel processo di fissione genera calore e riscalda i flussi di acqua presenti in uno scambiatore di calore generando vapore. La forza vapore muove le turbine meccaniche per produrre energia elettrica. Le prime centrali nucleari degli anni '50 basavano il proprio sistema di raffreddamento sull'utilizzo del gas. Negli anni '60 venne preferito l'uso dell'acqua. REALIZZAZIONE DI FISSIONE La prima utilizzazione pratica della reazione di fissione ci fu con la distruzione di Hiroshima e Nagasaki che, segnò la fine della seconda guerra mondiale. Nella bomba atomica la reazione diventa esplosiva perché vengono messi a contatto rapidamente due masse "subcritiche" sì che il sistema ottenuto risulti, nel complesso, superiore alla massa "critica". La massa critica rappresenta la più piccola quantità di materiale fissibile necessaria per auto sostenere la reazione a catena. Nelle centrali nucleari la reazione a catena viene controllata e regolata usando barre d’acciaio al boro che hanno la capacità di catturare facilmente i neutroni. Nel reattore si occupano di queste funzioni le barre di regolazione. Una regolazione del reattore è assicurata anche dall'acqua che, raffreddando il nocciolo, si trasforma di conseguenza in vapore: essa assorbe, rallentandoli, una certa quantità di neutroni.
16. Il vapore acqueo ottenuto viene inviato alla turbina che, associata all'alternatore, è in grado di generare energia elettrica. Sia il fungo atomico sulle città di Hiroshima e Nagasaky (in Giappone) e le relative immagini di distruzione sia la guerra fredda basata sul deterrente delle testate nucleari sia lo spettro della guerra nucleare e delle armi di distruzione di massa non sono che diversi aspetti del nucleare. Disastro di Chernobyl: Il disastro di Chernobyl fu il più grave incidente mai occorso ad un impianto nucleare civile. Avvenne il 26 Aprile 1986 con l'esplosione del reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl, in Ucraina (allora parte dell'Unione Sovietica), vicino al confine con la Bielorussia. Essa scoppiò a causa di un errore umano; poiché vollero provare ad aumentare la potenza della centrale; cosi però ogni comando si disattiva, appena lo capiscono vogliono fermarlo dalla barra di controllo ma non ce la fanno a reinserire i comandi e quindi si forma un nocciolo che sfonda ed esplode. Allora questi, chiamano i vigili del fuoco; i quali se entro una settimana non mettono cemento, ferro e uranio sopra il nocciolo moriranno tutti e cosi succede.
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18. Statistiche sui pompieri dopo l’esplosione: La quantità di materiale radioattivo non è inversamente proporzionale alla distanza del reattore, distribuito in modo uniforme intorno al reattore, ma la sua distribuzione è dipesa dall’andamento dei venti. Liquidatori persone che lavorano alle operazioni di recupero nei quattro anni successivi al disastro. Mortalità dovute a radiazioni acute: 134 persone nel primo anno e negli anni successivi altre poche unità. Mortalità dovuta a tumori: Questa malattia non è determinabile esattamente, si stimano in alcuni punti percentuali il possibile incremento della mortalità per tumori per un totale di circa 4000 morti per cancro in più tra coloro che furono maggiormente esposti a radiazioni (liquidatori); in particola si stima nel 5% in più il tasso di mortalità per cancro nei liquidatori che furono esposti ad una dose di circa 107 mSV(Sievert) Cancro tiroide nei bambini e adolescenti : Dal 1992 al 2002 in Bielorussia, Russia, Ucraina sono stati stimati più di 4000 casi di cancro alla tiroide tra bambini e adolescenti con età minore di diciotto anni.
19. Leucemia: Si stima in due punti percentuali l’incremento dell’incidenza delle leucemie fra i liquidatori che furono esposti a dosi esterne superiori a 150 Gy, sono necessari attualmente ulteriori studi per provare che vi è stato un incremento nel rischio di leucemia. Cancri solidi: Studi attuali non permettano di dire che il disastro di Chernobyl ha determinato un rischio di tumore tranne alla tiroide. Problemi circolatori: Questi problemi sono aumentati nei liquidatori. Cataratta: È stato dimostrato che esiste una reazione tra l’esposizione a radiazioni e lo sviluppo di cataratte nei bambini e nei liquidatori. Diminuzioni fertilità: Questa cosa ancora non è stata dimostrata.
20. Malformazioni congenite: È stato dimostrato un incremento delle malformazioni congenite nelle zone “contaminate” Problemi psicologici e mentali: Ha cause nella popolazione coinvolta; stress, depressione, ansia, sintomi fisici non spiegabili.
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23. REATTORI NUCLEARI: Il reattore produce acqua calda , il vapore fa andare la turbina. I n per essere utilizzati devono essere moderati. Il moderatore regola i neutroni che andavano ad attaccare l ‘atomo. E. Fermi utilizzava come moderatore la graffite. La radioattività dura tanto ma non si controlla, quindi non si sa dove mettere le scorie.
24. La fusione produce energia dall’idrogeno; con 1 grammo d’idrogeni si produce più energia che con un grammo di uranio; quindi con poco combustibile si produce molto. I prodotti che si formano sono Trizio e Elio quindi 3H T/2 (tempo dimezzato) di 12 anni. Il problema però è gestire il plasma perché questo calore è difficile da gestire. Selenio : metallo antinvecchiamento.
