Il cuore dell’energia nucleare risiede nella forza che tiene uniti protoni e neutroni all’interno del nucleo atomico.
La liberazione di questa energia, quando i legami nucleari vengono spezzati o formati, è enormemente più intensa rispetto a quella delle reazioni chimiche.
Perché quindi è così potente?
Poca massa, molta energia
La famosa equazione di Einstein, E=mc², sottolinea come una minima parte di massa possa trasformarsi in una quantità significativa di energia, principio fondamentale nelle reazioni nucleari.
Nel processo di fissione nucleare, un nucleo pesante come l’uranio-235, assorbe un neutrone e si divide in nuclei più piccoli, rilasciando neutroni aggiuntivi e una grande quantità di energia.
La fissione nucleare
Questa energia proviene dalla conversione di una parte della massa dei nucleoni in energia, secondo la relazione E=mc². Ogni reazione di fissione rilascia un’energia milioni di volte superiore a quella di una tipica reazione chimica, come la combustione del carbone. Questo rende la fissione nucleare una fonte energetica estremamente potente e densa.
La reazione nucleare controllata consente di costruire dei reattori nucleari, il primo dei quali fu la celebre pila atomica realizzata da Enrico Fermi.
La reazione però può essere innescata senza alcun controllo, producendo un’enorme quantità di energia in pochissimo tempo. Come nel caso delle esplosioni atomiche.
Efficienza del combustibile nucleare
Un grammo di uranio può produrre tanta energia quanto tonnellate di carbone o petrolio. Questa incredibile efficienza rende il nucleare un’opzione attraente, specialmente in paesi con limitate risorse naturali per la produzione di energia tradizionale.
Ovviamente in questo caso si dipende dalla disponibilità di materiale fissile pesante, come l’uranio. Essendo un elemento raro, formatosi nell’universo a seguito delle reazioni innescate dalle potenti supernovae, non è disponibile in enormi quantità. E rimane sempre l’enorme problema dello smaltimento delle scorie da gestire.
La fusione nucleare
La fusione nucleare, che combina nuclei leggeri per formarne uno più pesante, è ancora più potente della fissione. Sebbene attualmente sia una sfida tecnologica realizzarla in modo controllato sulla Terra, la fusione ha il potenziale per fornire una fonte di energia quasi inesauribile, ispirata dal processo che alimenta il sole e le altre stelle.
La fusione è considerata il “Santo Graal” dell’energia nucleare a causa della sua efficienza e del fatto che produce minori rifiuti radioattivi rispetto alla fissione.
Cosa dice l’esperto…
Ernesto Mazzucato, su Formiche.net, esprime un punto di vista critico sulla fusione nucleare, sottolineando le sfide tecniche e i problemi di fattibilità. Critica il progetto ITER per le sue affermazioni fuorvianti e i problemi legati all’uso di reattori a fusione D-T, in particolare per la produzione e gestione del trizio e i danni causati dai neutroni.
Mazzucato è scettico anche riguardo ad altre iniziative nel campo della fusione nucleare, evidenziando i costi elevati e le difficoltà tecniche. Vede comunque un potenziale nella fusione deuterio-elio-3, con l’elio-3 disponibile sulla Luna, pur riconoscendo le sfide legate alla sua estrazione e trasporto.