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Antonie Henry Becquerel - La radioattività

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Antonie Henry Becquerel - La radioattività

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Antoine Henri Becquerel (Parigi, 15 dicembre1852 – Le Croisic, 25 agosto1908) è stato un fisico francese, premio Nobel e scopritore della radioattività. Henri Becquerel nacque a Parigi in una famiglia di cui, contando lui e suo figlio Jean, sono note quattro generazioni di scienziati. Infatti anche suo padre, Alexandre  Edmond Becquerel, e suo nonno, Antoine César Becquerel, sono stati eminentifisici, entrambi professori al Muséum national d'histoire naturelle di Parigi. Nel 1894 divenne ingegnere capo del Dipartimento dei ponti e delle strade. Nel 1896, Becquerel scoprì accidentalmente la radioattività, mentre investigava la fosforescenza dei sali di uranio.

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Henri Becquerel nacque a Parigi in una famiglia di cui, contando lui e suo figlio Jean, sono note quattro generazioni di scienziati. Infatti anche suo padre, Alexandre Edmond Becquerel, e suo nonno, Antoine César Becquerel, sono stati eminenti fisici, entrambi professori al Muséum national d'histoire naturelle di Parigi.

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Lise Meitner è stata una Fisica austriaca. Fra le sue opere spicca la spiegazione teorica della prima fissione nucleare, riuscita a Otto Hahn nel 1938.

Al link seguente, maggiori nozioni sulla vita di Lise Maitner.

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A partire dal 1917, mentre Hahn era ancora impegnato al fronte, Lise Meitner cominciò le ricerche che la condussero alla scoperta dell' isotopo con peso atomico 231 del Protoattinio (Pa 91), l'isotopo avente la semivita maggiore (32760 anni). L'elemento Protoattinio fu scoperto nel 1913 da Kasimir Fajans e O. H.

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James Chadwick - la scoperta del neutrone

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James Chadwick - la scoperta del neutrone

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Sir James Chadwick (Bollington, 20 ottobre 1891 –Cambridge, 24 luglio 1974) è stato un fisico inglese. La scoperta dell'esistenza del neutrone (1932) gli valse la Medaglia Hughes (1932) e il premio Nobel per la Fisica nel 1935. Aveva studiato a Manchester, a Cambridge e a Berlino. Tornato a Cambridge nel 1919, vi rimase fino al 1935come collaboratore di Ernest Rutherford, partecipando ai suoi esperimenti sulla disintegrazione dell'atomo. Dal 1935 al 1948 tenne la cattedra di fisica all'Università di Liverpool. Durante la seconda guerra mondiale si occupò di problemi e di ricerche per la fabbricazione della bomba atomica e diresse la delegazione inglese a Los Alamos, nel Nuovo Messico, dove gli Stati Uniti realizzavano le prime bombe atomiche. In suo onore è stato battezzato il cratere Chadwick, sulla superficie della Luna.

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Jean Baptiste Perrin (1926) * Arthur Compton, Charles Thomson Rees Wilson (1927) * Owen Willans Richardson (1928) * Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie (1929) * Chandrasekhara Venkata Raman (1930) * Werner Karl Heisenberg (1932) * Paul Dirac, Erwin Schrödinger (1933) * James Chadwick (1935) * Carl David Anderson, Victor Franz

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La World Nuclear Association (WNA), già "Istituto dell'uranio è un'associazione internazionale che promuove l'energia nucleare e sostiene le molte aziende che compongono l'industria nucleare mondiale. Accreditata presso l'ONU, la World Nuclear Association è un'organizzazione indipendente senza fini di lucro, finanziata principalmente dalle sottoscrizioni dei suoi membri. I suoi associati operano in tutti i settori del ciclo del combustibile nucleare (comprese l'estrazione, la conversione e l'arricchimento dell'uranio, la fabbricazione degli elementi, la produzione vegetale, il trasporto e lo stoccaggio delle barre esauste) nonché nella costruzione e gestione delle centrali elettronucleari. La World Nuclear Association mira a svolgere un doppio ruolo per i suoi membri: facilitare la loro interazione su questioni tecniche, commerciali e politiche e promuovere una più ampia comprensione pubblica della tecnologia nucleare.

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Con smantellamento degli impianti nucleari (spesso in inglese nuclear decommissioning o semplicemente decommissioning) si identificano tutte le azioni da intraprendere nei tempi successivi alla cessazione del servizio degli impianti elettronucleari. In genere lo scopo è quello di giungere alla completa demolizione di un impianto con la rimozione di ogni vincolo dovuto alla presenza di materiali radioattivi ed alla restituzione del sito per altri usi. Infatti, la principale differenza tra lo smantellamento di una centrale potenza convenzionale ed una centrale elettronucleare, è data dalla presenza di materiale radioattivo o fissile, fatto che richiede precauzioni specifiche, la  decontaminazione del personale e delle attrezzature, con procedure di trasporto e stoccaggio molto costose (ad esempio il gas di metallo prodotto durante il taglio delle tubazioni diventa radioattivo, come anche la polvere del cemento risultato delle demolizioni). In genere, le centrali nucleari della I e II generazione vennero progettate per una vita utile di circa 30 anni, ma in realtà la media è stata di 22 anni. Per gli impianti di più recente costruzione e progettazione (III generazione) l'industria nucleare prevede un periodo operativo dai 40 ai 60 anni.

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Smantellamento degli impianti nucleari - Wikipedia

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Con smantellamento degli impianti nucleari (spesso in inglese nuclear decommissioning o semplicemente decommissioning) si identificano tutte le azioni da intraprendere nei tempi successivi alla cessazione del servizio degli impianti elettronucleari. In genere lo scopo è quello di giungere alla completa demolizione di un impianto con la rimozione di ogni vincolo dovuto alla presenza di materiali radioattivi ed alla restituzione del sito per altri usi.

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È evidente l’importanza che assume agli effetti dello sviluppo della vita civile ed industriale di una regione la disponibilità di energia in una forma facilmente trasformabile in calore, in lavoro meccanico, in energia chimica, in luce o in altre richieste utilizzazioni. Allo stato attuale una delle forme di energia che meglio si presta alle esigenze suddette è l’energia elettrica per la sua facilità di trasformazione, per la possibilità di trasmissione a lunghissime distanze, per la sua facile divisibilità e per la sua affidabilità. Pertanto, la maggior parte delle energie economicamente utilizzabili vengono trasformate in energia elettrica o immediatamente alla sorgente o dopo un trasporto nella loro forma originale, verso i centri di utilizzazione. Dato che ancora i generatori magnetofluidodinamici (nei quali si ha una conversione diretta da energia termica e meccanica in energia elettrica) sono in fase di ricerca, si può senz' altro affermare che la totalità dell’energia elettrica prodotta nelle centrali elettriche è dovuta agli alternatori. Le centrali si classificano in base all'energia primaria utilizzata. Al link seguente una spiegazione più dettagliata sulla distribuzione dell'energia elettrica alle case e dove è richiesta.

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In ingegneria nucleare con il termine combustibile nucleare si indica il materiale fissile che viene posto nel nocciolo di un reattore nucleare. In realtà parlare di "combustibile" in tale contesto è inesatto in quanto non avviene alcuna "combustione" (che è un processo chimico di ossidazione) bensì avvengono trasformazioni di tipo nucleare ovvero reazioni nucleari. In altre parole gli atomi non vengono ricombinati (trasformazione o reazione chimica), ma proprio spezzati e/o trasformati ovvero trasmutati. Tipicamente i combustibili nucleari sono materiali radioattivi già liberamente in natura. Le varie fasi che riguardano il combustibile nucleare, dalla sua estrazione mineraria e fabbricazione fino allo smaltimento o riprocessamento del combustibile esausto, compongono il ciclo del combustibile nucleare.

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In ingegneria nucleare con il termine combustibile nucleare si indica il materiale fissile che viene posto nel nocciolo di un reattore nucleare. In realtà parlare di "combustibile" in tale contesto è inesatto in quanto non avviene alcuna " combustione" (che è un processo chimico di ossidazione) bensì avvengono trasformazioni di tipo nucleare ovvero reazioni nucleari.

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La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei, non stabili, si trasformano in altri emettendo particelle. La radioattività è antica quanto l’Universo ed è presente ovunque: nelle Stelle, nella Terra e nei nostri stessi corpi. L’uomo, infatti, è esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla Terra. L’uomo ha scoperto la radioattività alla fine del 1800 grazie alle ricerche di Henry Bequerel e dei coniugi Pierre e Marie Curie, che nel 1903 ricevettero il Premio Nobel per la Fisica per l’importante contributo delle loro scoperte al mondo scientifico. Essi scoprirono che alcuni minerali avevano la proprietà di emettere spontaneamente radiazioni: questi minerali, come ad esempio l’uranio, il radio e il polonio, vennero denominati “attivi” e il fenomeno di emissione di radiazioni venne detto “radioattività”.

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La radioattività

La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei, non stabili, si trasformano in altri emettendo particelle. La radioattività è antica quanto l'Universo ed è presente ovunque: nelle Stelle, nella Terra e nei nostri stessi corpi. L'uomo, infatti, è esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla Terra. L'uomo ha scoperto la radioattività alla fine del 1800 grazie alle ricerche di Henry Bequerel e dei coniugi Pierre e Marie Curie, che nel 1903 ricevettero il Premio Nobel per la Fisica per l'importante contributo delle loro scoperte al mondo scientifico. Essi scoprirono che alcuni minerali avevano la proprietà di emettere spontaneamente radiazioni: questi minerali, come ad esempio l'uranio, il radio e il polonio, vennero denominati "attivi" e il fenomeno di emissione di radiazioni venne detto "radioattività".

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La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei, non stabili, si trasformano in altri emettendo particelle. La radioattività è antica quanto l'Universo ed è presente ovunque: nelle Stelle, nella Terra e nei nostri stessi corpi. L'uomo, infatti, è esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla Terra.

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Viviamo in un mondo pieno di pericoli. Potremmo anche tentare di elencarli qui, ma non riusciremmo mai a portare a termine il compito, poichè questi pericoli sono tanti, ed uno peggiore dell’altro. Ma se volessimo sapere qual’è la cosa più pericolosa del mondo? Quella più letale, alla quale, se ce la si trova davanti, non si può sfuggire? Beh…l’oggetto di cui sto per parlarvi, lo è. Il suo potere distruttivo sull’uomo è immenso. La sua genesi  la si trova in una catastrofe terribile che ha segnato l’umanità. Qualunque forma di vita che abbia la sfortuna di incappare in questo oggetto non ha alcuna possibilità di sopravvivenza. Si trova in Ucraina, vicino alla città abbandonata di Pripyat, e più precisamente a Chernobyl. L’oggetto più pericoloso del mondo si trova nelle viscere oscure ed abbandonate della centrale nucleare che causò l’immane tragedia. Ciò che è rappresentato in questa foto è la cosa più letale del mondo. Lo chiamano Elephant Foot, piede di elefante, data la sua forma.

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Viviamo in un mondo pieno di pericoli. Potremmo anche tentare di elencarli qui, ma non riusciremmo mai a portare a termine il compito, poichè questi pericoli sono tanti, ed uno peggiore dell'altro. Ma se volessimo sapere qual'è la cosa più pericolosa del mondo?

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- Il principale svantaggio del nucleare sono le drammatiche conseguenze in caso di incidente. Se da un lato le nuove centrali di ultima generazione garantiscono un livello di sicurezza elevato, dall'altro non si può fare a meno di pensare che anche la centrale di Chernobyl era stata considerata sicura a suo tempo. -Le scorie radioattive devono essere stoccate per migliaia di anni. Nessun paese al mondo è giunto a una soluzione definitiva di stoccaggio. - Il costo reale del nucleare. Il nucleare comporta costi elevati fin dalla realizzazione degli impianti. Vanno poi ad aggiungersi i costi militari per garantire la sicurezza dagli attentati terroristici e i costi per smantellare la centrale nucleare al termine della sua attività. - La localizzazione degli impianti nucleari. Le comunità locali sono restie ad accettare un deposito di scorie o una centrale nucleare vicino casa.

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A parità di elettricità prodotta, l’energia nucleare viene  considerata una delle risorse a minor impatto ambientale. Infatti, non è fonte di emissioni inquinanti, quali solfuri, polveri o gas responsabili dell’effetto serra, come, ad esempio, l’anidride carbonica. Inoltre, dove utilizzata, consente di ridurre notevolmente lo sfruttamento delle riserve di combustibili fossili. Al link seguente maggiori informazioni sugli aspetti positivi del nucleare.

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I vantaggi del nucleare

A parità di elettricità prodotta, l'energia nucleare viene considerata una delle risorse a minor impatto ambientale. Infatti, non è fonte di emissioni inquinanti, quali solfuri, polveri o gas responsabili dell'effetto serra, come, ad esempio, l'anidride carbonica. Inoltre, dove utilizzata, consente di ridurre notevolmente lo sfruttamento delle riserve di combustibili fossili.
I vantaggi della fusione nucleare
Uno dei vantaggi della fusione è che il funzionamento del reattore esclude rischi di perdita di controllo poiché la quantità di combustibile usata per la reazione e presente all'interno del reattore è ridotta (solo pochi grammi) per una durata di qualche decina di secondi di combustione; la seppur minima perturbazione all'interno del reattore fa raffreddare il plasma con conseguente arresto spontaneo delle reazioni di fusione. I reattori a fissione, invece, contengono grandi quantità di combustibile nucleare (uranio) e, in caso d'incidente, anche se la reazione a catena è arrestata, il calore prodotto all'interno può fondere il nocciolo del reattore e liberare i prodotti radioattivi con gravi conseguenze. E' per questo che oggi sono supersicuri, protetti da sempre più raffinati sistemi di sicurezza e da almeno due involucri a tenuta stagna.
La fusione nucleare sarà però un'alternativa interessante alla fissione verso il 2040-2050. La possibilità di avere deuterio è quasi illimitata ma il trizio è praticamente inesistente in natura e deve essere prodotto dal litio che è presente in quantità simili a quelle dell'uranio. Un'altra possibilità molto allettante è quella di realizzare reazioni di fusione fra due atomi di deuterio ma la temperatura necessaria a questo tipo di reazione è superiore a 400 milioni di gradi! La cosa interessante è la mancata produzione di scorie a lunghissima vita: le scorie prodotte sarebbero quelle legate all'irraggiamento dei materiali strutturali del reattore a causa dei neutroni prodotti nelle reazioni di fusione.

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A parità di elettricità prodotta, l'energia nucleare viene considerata una delle risorse a minor impatto ambientale. Infatti, non è fonte di emissioni inquinanti, quali solfuri, polveri o gas responsabili dell'effetto serra, come, ad esempio, l'anidride carbonica. Inoltre, dove utilizzata, consente di ridurre notevolmente lo sfruttamento delle riserve di combustibili fossili.

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La medicina nucleare è quella branca della medicina che utilizza sostanze radioattive (radiofarmaci) in diagnostica e in terapia. Le metodiche diagnostiche consistono nello studio della fissazione di un radionuclide legato a una molecola, che "mima" l'attività metabolica di un tessuto o si fissa a quest'ultimo mediante l'interazione con opportuni recettori. La terapia radiometabolica si effettua impiegando sostanze che, legandosi ai tessuti patologici con meccanismi simili ai farmaci usati in campo diagnostico, consentono di colpirli in maniera  selettiva e con un'alta dose di radiazioni ad alto LET (come le particelle beta meno) risparmiando in larga misura i tessuti sani.

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Abbiamo già detto che la bomba atomica (a fissione) si basa sul fatto che se un neutrone colpisce un nucleo di un materiale pesante (solitamente l'isotopo 235 dell'uranio o plutonio) che si fraziona in due parti producendo un’enorme energia, e liberando altri due neutroni che mantengono la reazione a catena. Nell' uranio così come questo si trova in natura, questa reazione avviene  spontaneamente ma viene frenata perché, essendo l'uranio fissile, cioè l'uranio 235 in scarsa quantità, la reazione si ferma immediatamente e solo pochi atomi si dividono dando energia.

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Una centrale nucleare consente di produrre vapore senza utilizzare combustibili fossili. Il reattore nucleare si comporta come una qualunque caldaia e il vapore così generato può essere utilizzato per azionare una turbina connessa a un generatore di elettricità. In particolare, il “cuore” del reattore di una centrale nucleare a fissione si dice “nocciolo” e, di solito, ha forma cilindrica. Il nocciolo è immerso in un fluido, per esempio acqua, ed è formato da barre di uranio, anch’esse cilindriche.

Un reattore si caratterizza per tipo di combustibile, di refrigerante e per l’architettura interna del nocciolo. Ad esempio, si parla comunemente di reattori ad acqua leggera e ad acqua pesante.

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Le centrali elettronucleari

Una centrale nucleare consente di produrre vapore senza utilizzare combustibili fossili. Il reattore nucleare si comporta come una qualunque caldaia e il vapore così generato può essere utilizzato per azionare una turbina connessa a un generatore di elettricità.
In particolare, il "cuore" del reattore di una centrale nucleare a fissione si dice " nocciolo" e, di solito, ha forma cilindrica. Il nocciolo è immerso in un fluido, per esempio acqua, ed è formato da barre di uranio, anch'esse cilindriche, lunghe circa 3 metri e con un diametro di qualche centimetro. Intervallate ad esse, vi sono delle barre di controllo movimentabili meccanicamente capaci di assorbire neutroni proporzionalmente al loro inserimento nel nocciolo. In questo modo la reazione a catena viene controllata e, se necessario, può essere anche arrestata. Nei reattori di tipo più comune l'acqua contenuta nel nocciolo, riscaldata dalla fissione dell'uranio, viene fatta circolare da una pompa fino a uno scambiatore di calore in cui si raffredda producendo del vapore che, a sua volta, fa girare la turbina della centrale.
Un reattore si caratterizza per tipo di combustibile, di refrigerante e per l'architettura interna del nocciolo. Ad esempio, si parla comunemente di reattori ad acqua leggera e ad acqua pesante.

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Nucleare - Le centrali elettronucleari - Eniscuola

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Una centrale nucleare consente di produrre vapore senza utilizzare combustibili fossili. Il reattore nucleare si comporta come una qualunque caldaia e il vapore così generato può essere utilizzato per azionare una turbina connessa a un generatore di elettricità. In particolare, il "cuore" del reattore di una centrale nucleare a fissione si dice "nocciolo" e, di ...

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L’uranio, prima della scoperta dell’energia nucleare, venne utilizzato principalmente per colorare i vetri. Oggi l’uranio viene principalmente utilizzato come combustibile nelle centrali nucleari in cui il materiale fissile è costituito dall’isotopo 235U.

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L’uranio, in condizioni standard, è un metallo radioattivo, duro, dal colore bianco-argenteo, malleabile e duttile. In natura è piuttosto diffuso ma è difficile trovarlo in concentrazioni elevate e in media è presente nella crosta terrestre. L’uranio è costituito da diversi isotopi (atomi dello stesso elemento chimico, con lo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa) presenti in percentuale diversa. Un giacimento di uranio viene detto sfruttabile una volta che è stato definito un limite economico, cioè una soglia che permetta una classificazione: la valutazione dei giacimenti è un problema di normativa internazionale .

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L'elemento e le sue proprietà

L'uranio venne scoperto nel 1789 da M. H. Klaproth analizzando il minerale petchblenda (ritenuto un ossido misto di ferro, zinco e tungsteno) a cui diede il nome di Urano per celebrare la scoperta, fatta in quegli anni, del nuovo pianeta del sistema solare. Nel 1789 venne scoperto anche lo zirconio, elemento di fondamentale importanza per la tecnologia dei reattori nucleari.
L'uranio, in condizioni standard, è un metallo radioattivo, duro, dal colore bianco-argenteo, malleabile e duttile. In natura è piuttosto diffuso ma è difficile trovarlo in concentrazioni elevate e in media è presente nella crosta terrestre in una proporzione di circa 3 grammi di uranio per tonnellata di crosta terrestre (chiamata anche parte per milione, ppm): poiché la crosta terrestre è stimata in 3×10 ¹⁹ tonnellate si hanno a disposizione circa 10 ¹³ tonnellate di uranio (10000 miliardi di tonnellate) quantità maggiore rispetto a quella dell'argento, dell' oro o del molibdeno.
L'uranio è costituito da diversi isotopi (atomi dello stesso elemento chimico, con lo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa) presenti in percentuale diversa nella crosta terrestre:

Esistono in natura circa 200 minerali conosciuti che lo contengono, rari allo stato isolato e più comunemente presenti in rocce di vario tipo, fra cui in particolare i graniti (rocce acide) e le rocce silicee; concentrazioni minori si hanno nei basalti nonché nelle rocce sedimentarie.
Usi dell'uranio
L'uranio, prima della scoperta dell'energia nucleare, venne utilizzato principalmente per colorare i vetri. Oggi l'uranio viene principalmente utilizzato come combustibile nelle centrali nucleari in cui il materiale fissile è costituito dall'isotopo ²³⁵U.
Un giacimento infinito?
Dopo aver individuato la presenza di uranio nella crosta terrestre, è necessario valutare un giacimento, ovvero individuare quante tonnellate di uranio contiene. Il giacimento deve essere considerato sfruttabile, altrimenti si potrebbe affermare che la crosta terrestre è un "enorme giacimento" perché in essa troviamo 3 grammi/tonnellata di uranio, ma non abbiamo a disposizione una tecnologia in grado di permetterne l'estrazione a costi contenuti.
Un giacimento di uranio viene detto sfruttabile una volta che è stato definito un limite economico, cioè una soglia che permetta una classificazione: la valutazione dei giacimenti è un problema di normativa internazionale.

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Uranio - L'elemento e le sue proprietà - Eniscuola

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L'uranio venne scoperto nel 1789 da M. H. Klaproth analizzando il minerale petchblenda (ritenuto un ossido misto di ferro, zinco e tungsteno) a cui diede il nome di Urano per celebrare la scoperta, fatta in quegli anni, del nuovo pianeta del sistema solare. Nel 1789 venne scoperto anche lo zirconio, elemento di fondamentale importanza per ...

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L'energia nucleare è stata impiegata per usi bellici e civili.

Queste pagine trattano alcuni aspetti di questo argomento:

Usi bellici e usi civili

La costruzione della bomba atomica

"The outline of atomic bomb damage in Hiroshima"  che riproduce un opuscolo in lingua inglese del "Hiroshima Peace Memorial Museum"

Galleria di dipinti giapponesi sugli orrori della bomba tratti dall' opuscolo "Days to Remember"

Has Man a future? una riflessione di Bertrand Russell

Sfruttamento dell’energia nucleare da fissione nelle centrali nucleari (reattori di potenza);

"Cercare di accendere piccoli soli" sulla Terra.

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In ingegneria energetica con energia nucleare (detta anche energia atomica), si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici; tali trasformazioni sono dette "reazioni nucleari". L'energia nucleare è una forma di energia che deriva da profonde modifiche della struttura stessa della materia. Insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di altra forma di energia, ed è considerata una valida energia alternativa ai tradizionali combustibili fossili.

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L'energia nucleare è una forma di energia che deriva da profonde modifiche della struttura stessa della materia. Insieme alle fonti rinnovabili ed alle fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di un'altra forma di energia.