Energia nucleare

Enrico Fermi costruì il primo reattore nucleare nel 1941. Molti reattori furono costruiti negli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale durante il Progetto Manhattan. Nel 1954 la prima centrale nucleare è stata avviata a Obninsk, vicino a Mosca. La maggior parte delle centrali nucleari negli Stati Uniti sono state costruite negli anni '60 e '70. I reattori nucleari alimentano anche alcune grandi navi e sottomarini militari.

I reattori nucleari usano un processo chiamato fissione nucleare, che utilizza atomi come l'uranio o il plutonio (in particolare l'isotopo Uranio 235) e li scinde con particelle chiamate neutroni. Questo converte parte della massa in energia, secondo l'equazione di Einstein E=mc2. Gli elementi fissionabili sono messi in barre chiamate "barre di combustibile". Le barre di combustibile sono immerse nell'acqua, e l'energia rilasciata nella reazione di fissione riscalda l'acqua che si trasforma in vapore.

Il vapore fa poi girare una turbina, che genera elettricità. Il vapore viene poi condensato in enormi torri di raffreddamento, e si trasforma nuovamente in acqua e viene inviato di nuovo nel reattore.

La reazione può essere controllata mettendo delle "barre di controllo" tra le barre di combustibile. Le barre di controllo sono generalmente fatte di boro, che assorbe i neutroni e ferma la reazione.

Una fusione nucleare può avvenire quando la reazione non è controllata e comincia a generare pericolosi gas radioattivi (come il Krypton). Contrariamente alla credenza popolare, i reattori nucleari non possono esplodere come una bomba nucleare, ma è un pericolo quando i materiali radioattivi escono.

Si sono verificati alcuni gravi incidenti nucleari. È stata fatta una scala per misurare quanto sono pericolosi gli incidenti. Si chiama Scala Internazionale degli Eventi Nucleari. La scala ha 8 livelli (0-7), e 7 è il peggiore.

• Disastro di Chernobyl, avvenuto nel 1986; classificato al livello 7.
• Il disastro nucleare di Fukushima, avvenuto nel 2011 a seguito di un terremoto, livello 7.
• Incidente di Mayak; è successo nel 1957. La quantità di radiazioni rilasciate e il pericolo generale era superiore a quello di Chernobyl. L'area colpita era però più piccola. Per queste ragioni l'incidente è classificato solo come livello 6.
• Incendio di Windscale nel 1957 e incidente di Three Mile Island nel 1979, a livello 5.
• Incidente nucleare di Tokaimura al livello 4

Le disavventure dei sottomarini a propulsione nucleare includono l'incidente al reattore del sottomarino sovietico K-19 (1961), l'incidente al reattore del sottomarino sovietico K-27 (1968), e l'incidente al reattore del sottomarino sovietico K-431 (1985).

L'economia dell'energia nucleare è impegnativa, e dopo il disastro nucleare di Fukushima del 2011, è probabile che i costi salgano per le centrali nucleari attualmente in funzione e per quelle nuove, a causa dei maggiori requisiti per la gestione del combustibile esaurito in loco e delle elevate minacce alla base del progetto.

C'è un dibattito sull'uso dell'energia nucleare. I sostenitori, come la World Nuclear Association e la IAEA, sostengono che il nucleare è una fonte di energia sostenibile che riduce le emissioni di carbonio. Inoltre, non contribuisce allo smog o alle piogge acide. Gli oppositori antinucleari, come Greenpeace International e il Nuclear Information and Resource Service, credono che il nucleare rappresenti una minaccia per le persone e l'ambiente.

Nel 2007, le centrali nucleari hanno prodotto circa 2600 TWh di elettricità e hanno fornito il 14% dell'elettricità utilizzata nel mondo, il che rappresenta un calo del 2% rispetto al 2006. Al 9 maggio 2010, c'erano 438 (372 GW) reattori nucleari in funzione nel mondo. Un picco è stato raggiunto nel 2002, quando c'erano 444 reattori nucleari in funzione.

Le emergenze nucleari alla centrale nucleare giapponese di Fukushima Daiichi e in altri impianti nucleari hanno sollevato domande sul futuro dell'energia nucleare. Platts ha detto che "la crisi delle centrali nucleari giapponesi di Fukushima ha spinto i principali paesi consumatori di energia a rivedere la sicurezza dei loro reattori esistenti e a mettere in dubbio la velocità e la scala delle espansioni pianificate in tutto il mondo". In seguito al disastro nucleare di Fukushima, l'Agenzia internazionale dell'energia ha dimezzato la stima della capacità di generazione nucleare supplementare da costruire entro il 2035.