Energia nucleare da fusione e fissione – Principi di
funzionamento – aspetti positivi e negativi
Firenze 22 marzo 2011
Ing. Camillo Calvaresi
ENEA Firenze
E-mail:
[email protected]
Ing. Domenico
Prisinzano – CCEI di Palermo
Energia nucleare
Fissione
Fusione
Ing. Domenico Prisinzano – CCEI di Palermo
LA FUSIONE NUCLEARE
La fusione è il processo di reazione
nucleare col quale i nuclei di due o
più atomi vengono compressi tanto
da far prevalere l‘ interazione forte
sulla repulsione elettromagnetica,
unendosi ed andando così a generare
un nucleo di massa maggiore dei
nuclei reagenti nonché, talvolta, uno o
più neutroni liberi;
Ing. Domenico Prisinzano – CCEI di Palermo
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FUSIONE NUCLEARE
14 MeV
3,5 MeV
reazioni nucleari di fusione
Confinamento magnetico toroidale
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LA FUSIONE NUCLEARE
 Nella fusione nucleare la massa e l'energia sono legate
dalla teoria della relatività ristretta di Einstein:
 E = mc2
 in cui:
 E è l'energia;
 m è la massa;
 c2 è la velocità della luce al quadrato.
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LA FUSIONE NUCLEARE
ITER: the world's largest Tokamak
è un progetto internazionale
che si propone di realizzare un
reattore a fusione nucleare in
grado di produrre più energia di
quanta ne consumi per l'innesco
e il sostentamento della
reazione di fusione. Nello
specifico, ITER è un reattore
deuterio-trizio in cui il
confinamento del plasma è
ottenuto in un campo magnetico
all'interno di una macchina
denominata Tokamak.
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CENTRALE NUCLEARE A FUSIONE
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NUCLEARE DA FISSIONE
La fissione nucleare è una reazione nucleare
in cui il nucleo di un elemento pesante - ad
esempio uranio-235 o plutonio 239 - decade in
frammenti di minori dimensioni. La fissione può
avvenire spontaneamente (fissione spontanea)
oppure essere indotta tramite bombardamento
di neutroni.
È la reazione nucleare comunemente utilizzata
nei reattori nucleari e nei tipi più semplici di
bombe atomiche, quali le bombe all'uranio
(come quella che colpì Hiroshima) od al
plutonio (come quella che colpì Nagasaki).
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Arricchimento dell’uranio
L'uranio arricchito è una miscela di
isotopi dell'uranio, che differisce
dall'uranio naturale estratto dalle miniere
per un maggior contenuto dell'isotopo
235U, ottenuto attraverso il processo di
separazione isotopica. L'235U è infatti
l'unico isotopo esistente in natura in
quantità apprezzabili che possa essere
sottoposto a fissione nucleare innescata
da neutroni termici; nell'uranio naturale,
invece, la percentuale di questo isotopo
è, in peso, circa 0,711%, mentre la
maggior parte del materiale è composta
dall'isotopo 238U.[1]
The Tricastin Nuclear Power Center
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GLI ELEMENTI DI COMBUSTIBILE
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LA CENTRALE NUCLEARE
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LA CENTRALE NUCLEARE
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ULTIMA GENERAZIONE
REATTORE
EPR III +
Il reattore nucleare europeo ad acqua pressurizzata, meglio
noto con la sigla EPR (European Pressurized Reactor o
Evolutionary Power Reactor) è un reattore nucleare di
generazione III+, a fissione, nel quale la refrigerazione del
nocciolo e la moderazione dei neutroni vengono ottenuti grazie
alla presenza nel nocciolo di acqua naturale (detta anche leggera
per distinguerla dall'acqua pesante) in condizioni sottoraffreddate.
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Un problema: LA GESTIONE DEI RIFIUTI
RADIOATTIVI
PRIMA SPECIE O A VITA BREVE
Decadono in un arco di tempo dell’ordine della
decina di anni
SECONDA SPECIE O A VITA MEDIA
Decadono in un arco di tempo dell’ordine delle
decina di anni (due – trecento anni)
TERZA SPECIE O A VITA LUNGA
Decadono in un arco di tempo dell’ordine
dell’ordine di un migliaio di ( 209Pu )
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a gennaio 2011 una potenza complessiva
dei 442 reattori in esercizio pari a
374,914 GW[1].
Nel 2008 la produzione mondiale di
elettricità da fonte nucleare era pari al
13,5% del totale[10] (il 21,1% nei trenta
paesi dell'OCSE[11] e il 24,9% in
Europa[12][13]).
Nell'Unione europea l'energia nucleare
si attesta stabilmente come la prima
fonte nell'elettro-generazione,
producendo nel 2008 il 27,8%
dell'energia elettrica complessiva[14].
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ENERGIA NUCLEARE
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NUCLEARE DA FISSIONE
Un eventuale rilancio del nucleare in Italia, per le
caratteristiche della tecnologia, non potrebbe avere un
impatto immediato e dunque non servirebbe a recuperare il
tempo perduto verso il raggiungimento degli obiettivi di
Kyoto e di quelli al 2020: esso è da considerare come
un’opzione per il medio-lungo termine. In assenza di politiche
che puntino all’innovazione e al risparmio energetico, il
rischio per l’Italia non è solo quello di vedere importanti
risorse finanziarie trasferite verso paesi in via di sviluppo
per finanziare i Clean Development Mechanisms ma
soprattutto quello di perdere cospicue opportunità di
crescita industriale nel settore delle tecnologie energetiche
ed ambientali, e probabilmente di assistere a breve a un
ulteriore aggravamento delle bollette energetiche del paese.
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Ing. Domenico Prisinzano – CCEI di Palermo
FINE
GRAZIE PER LA VOSTRA
ATTENZIONE.
Ing. Camillo Calvaresi
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