Nucleare – Problemi tecnici





In questi giorni si sentono spesso termini tecnici, a proposito di quello che sta succedendo in Giappone, dando per scontato che tutti sappiano di cosa si sta parlando.

Cercherò di spiegare la situazione in maniera semplice il funzionamento normale di una centrale nucleare in efficienza.

barre_uranioC’è un sistema di barre – fatte, a seconda dei casi, di uranio, plutonio o un misto dei due – che vengono sostituite man mano che si esauriscono. In ciascuna di queste barre e tra una barra e l’altra avviene la fissione nucleare: un 250px-Nuclear_fission_svgatomo di uranio o di plutonio viene colpito da un neutrone e si spezza in due atomi più piccoli. In questa operazione, vengono “sparati” alcuni neutroni e molta energia.

L’energia scalda il metallo circostante, che viene raffreddato dall’acqua usata come refrigerante. L’acqua, che è spinta da pompe, evapora e come vapore va a colpire una turbina che produce elettricità.

 

Per regolare la temperatura e la velocità della reazione, ci sono delle lastre di un materiale che assorbe i neutroni (può essere la grafite come a Chernobyl, o il cadmio o altre sostanze adatte)che viene calato tra le barre. Chiaramente, più neutroni vengono assorbiti, più la reazione nucleare è lenta, più la temperatura è bassa.

Con il terremoto e lo tsunami, è entrato in funzione il sistema di blocco, cioè le lastre che regolano l’afflusso di neutroni, si sono abbassate tutte. Nell’immediato il blocco dei neutroni ha una conseguenza: un aumento della temperatura. Infatti i neutroni più lenti, per un primo periodo, colpiscono con più infallibilità gli atomi vicini, scatenando più fissioni e quindi più calore; serve più refrigerazione.

pompa_nuclearePurtroppo a Fukushima è anche saltato il circuito elettrico, e quindi le pompe che mandavano in circolo l’acqua.

Con la temperatura delle barre in aumento, l’acqua comincia ad evaporare molto rapidamente, finendo con lo scoprire le barre. La reazione nucleare avviene sia nell’aria che nell’acqua, il calore continua a prodursi, ma viene raffreddata solo la parte coperta dall’acqua.

Qui comincia il problema. Infatti, superati i 1100 gradi centigradi, l’uranio fonde (la temperatura può sembrare elevata, ma senza refrigerazione viene raggiunta immediatamente), ed ovviamente le varie barre si mischiano tra di loro, formando una unica massa.

A questo punto possono succedere due cose. La prima possibilità è che si formi una cosiddetta massa critica. Cioè una massa di uranio arricchito abbastanza grossa da far sì che, ogni volta che un atomo di uranio si spacca per la fissione, i neutroni che rilascia spaccano più neutroni. In questa maniera la reazione diventa incontrollata e c’è un’esplosione nucleare, come ad Hiroshima. Ma questa è obiettivamente l’ipotesi meno probabile.

La seconda possibilità è quella di una “pozza” di uranio (un po’ come quando si brucia una candela in un piatto, e si forma una pozza di cera). In questo caso la reazione accelera, senza diventare esplosiva. E quindi la temperatura può raggiungere in breve tempo anche i 3000/6000°.

A quel punto non c’è materiale che possa contenerlo: l’uranio fonde il pavimento della centrale, e finisce nel terreno, inquinando e rendendo radioattivo tutto nel raggio di molti chilometri. In entrambi i casi, le conseguenze sono disastrose.

Per questo negli ultimi giorni si legge che stanno inondando di acqua di mare il reattore. Certo, il sale sta rovinando tutto, ma devono mantenere la temperatura sotto controllo. Ma certo non possono continuare all’infinito. Prima o poi dovranno fare l’unica cosa possibile: spezzettare le barre (o le masse che si sono create dopo la fusione) in modo che la temperatura non possa salire troppo ed infilarle in bidoni di cemento mescolato a piombo.

Il problema è come ??

Il Plutonio invece fonde a 700° ed è estremamente tossico, un microgrammo (un milionesimo di grammo) uccide una persona, senza contare tutti gli isotopi prodotti nella reazione, il Cesio, l’Americio, lo Stronzio, il Bario ecc. ecc. !!




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