5. La fusione nucleare

5 La fusione nucleare Oltre la reazione di fissione esiste un’altra reazione che interessa il nucleo dell’atomo e che sviluppa enormi quantità di energia: la reazione di fusione nucleare. Che cos’è la fusione nucleare?La fusione nucleare è la reazione che avviene nel Sole e nelle altre stelle: due nuclei di deuterio, un isotopo dell’idrogeno con un protone e un neutrone, si fondono e formano un nucleo di elio. Da tale fusione si genera energia perché la massa del nucleo prodotto è leggermente inferiore alla massa dei nuclei reagenti. La reazione di fusione nucleare è stata realizzata dagli scienziati in laboratorio, ma per ora non è possibile produrla su larga scala perché è ostacolata da problemi tecnici: per innescare e mantenere la fusione occorre portare il deuterio a decide di milioni di gradi, alla temperatura delle stelle, per un tempo sufficientemente lungo. Da qualche decennio sono stati realizzati degli apparecchi a ciambella, chiamati Tokamak ( 22 ), in cui opportune combinazioni di campi elettrici e magnetici permettono di innescare il processo di fusione. Quali sono i vantaggi della fusione nucleare?In passato la fusione nucleare è stata utilizzata per realizzare la bomba H, cioè una terribile bomba in cui la reazione nucleare avviene in modo incontrollato ( 23 ). La stessa reazione controllata per ricavarne energia a scopi pacifici, porterebbe molti vantaggi: il deuterio necessario può essere facilmente ricavato dall’acqua di mare e la reazione non produce sostanze inquinanti dell’aria e neppure scorie radioattive. Analizza Quali sono i nuclei che reagiscono fondendosi tra loro? Che cos’è il deuterio? Perché il suo simbolo è H? Quale nucleo si forma con la fusione nucleare? HAI CAPITO CHE... La fusione nucleare controllata potrebbe essere utilizzata per ricavarne energia pulita. per saperne di piùLo sviluppo sostenibileLa Terra offre enormi risorse che l’uomo ha imparato a utilizzare per il suo benessere; è però fondamentale non consumare più risorse di quante la biosfera ne possa generare. Attualmente è in atto un sovraconsumo mondiale, ma la Terra avrà un futuro solo se si arriverà a uno sviluppo sostenibile, cioè a uno sviluppo che “ risponda alle necessità del presente senza compromettere le capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie” (definizione che la Commissione Mondiale sull’Ambiente e lo Sviluppo elaborò già nel 1987).Che cosa si può fare?Dal punto di vista energetico, le modalità di utilizzo delle risorse sono in continuo miglioramento: è migliorata la tecnologia per sfruttare le fonti non rinnovabili, è aumentato lo sfruttamento di quelle rinnovabili, si trovano continuamente nuove soluzioni domestiche per il risparmio energetico e il riciclo dei materiali. L’incremento dell’efficienza e l’eliminazione degli sprechi energetici sono i principali obiettivi indicati dall’Unione Europea, che si è impegnata a raggiungere entro il 2020 la riduzione del 20% delle emissioni di gas-serra, l’aumento del 20% dell’efficienza energetica e l’innalzamento al 20% della produzione di energia da fonti rinnovabili ( 1 ).L’impronta ecologicaUn modo per comprendere quanto la popolazione umana prema sulle risorse della biosfera è quello di calcolare la cosiddetta impronta ecologica. Si tratta di misurare in ettari (1 ettaro = 10.000 m2) la superficie teorica complessiva di terra e acqua che un individuo, una popolazione, un’attività… richiedono per generare le risorse che producono. Si confronta poi questo dato con la biocapacità, cioè la capacità teorica degli ecosistemi di produrre cibo e assorbire o smaltire rifiuti, anche questa espressa in ettari ( 2 ). Si mettono a confronto questi dati: se l’impronta ecologica è maggiore della biocapacità corrispondente si avrà un deficit ecologico, se l’impronta ecologica è minore della biocapacità corrispondente si creerà una riserva ecologica. Attualmente l’impronta ecologica dell’umanità corrisponde a 1,3 “pianeti Terra”: per rigenerare le risorse che consumiamo e assorbire i rifiuti che produciamo in 1 anno servirebbero 1 anno e 4 mesi. Con la crescita demografica attuale e gli attuali andamenti dei consumi nel 2050 avremo bisogno di 2 pianeti come la Terra per sostenerci e… non li abbiamo.2 L’impronta ecologica e le categorie principali di territorio per le quali viene calcolata.Ciascuno di noi può collaborare al raggiungimento di questi obiettivi. Ecco alcune semplici strategie da attuare in diversi settori. 1 NEL SETTORE DEL TRASPORTO PRIVATO Usare meno l’automobile. Viaggiare con i finestrini chiusi e usare l’aria condizionata solo quando è indispensabile. Scegliere per l’acquisto dell’auto modelli ibridi a GPL o metano. Condividere l’automobile con più passeggeri. 2 NEL SETTORE DEL CONSUMO DOMESTICO DI ELETTRICITÀ 1. In generale usare con criterio gli apparecchi con resistenze elettriche molto “energivori” (stufette ad aria, asciugacapelli, ferro da stiro, forno elettrico); anche i condizionatori consumano molta energia elettrica. 2. Sostituire la scaldabagno elettrico con uno a gas. 3. Sostituire frigoriferi e congelatori con più di 10 anni di vita con modelli di classe energetica più elevata. 4. Fare lavaggi in lavatrice a pieno carico, con basse temperature di lavaggio, preferendo le ore notturne (se non si disturbano i vicini di casa). 5. Usare la lavastoviglie con attenzione, a pieno carico, con le temperature minori possibili, e assicurare una costante manutenzione del filtro. 6. Sostituire le lampadine a incandescenza (che comunque sono uscite dal mercato) con quelle fluorescenti o a led. 7. le luci quando non servono. 8. Non mantenere gli apparecchi in standby, poiché continuano a consumare energia. 3 NEL SETTORE DEL CONSUMO DOMESTICO DI RISCALDAMENTO E ACQUA SANITARIA 1. In generale cercare di usare meno acqua calda sanitaria e a una temperatura non superiore a 45°C (di solito più che sufficiente). 2. Mantenere nelle abitazioni una temperatura confortevole senza esagerare (tra 18 e 22°C). 3. Impiegare dispositivi per regolare gli orari di accensione e le temperature nei locali riscaldati. 4. Fare eseguire il controllo e la manutenzione annuale dell’impianto da tecnici autorizzati. 5. Non nascondere i caloriferi in mobiletti e non usare copritermosifoni. Istallare pannelli termoriflettenti dietro ai caloriferi. 6. Mantenere libere dal calcare le tubazioni del sistema di riscaldamento (manutenzione periodica). 7. Fare isolare le tubazioni in cui scorre l’acqua calda. 8. Sigillare i battenti dei vecchi serramenti e i cassonetti degli avvolgibili con le apposite strisce autoadesive. Evitare gli spifferi fa risparmiare e aumenta la sensazione di comfort. 4 QUANDO SI RISTRUTTURA CASAAnche ristrutturare le case private e gli edifici pubblici secondo dei principi di risparmio energetico è una tendenza sempre più diffusa e porta, nel corso degli anni, a un risparmio di tipo economico.I principali interventi da fare sono:
5 La fusione nucleare Oltre la reazione di fissione esiste un’altra reazione che interessa il nucleo dell’atomo e che sviluppa enormi quantità di energia: la reazione di fusione nucleare. Che cos’è la fusione nucleare?La fusione nucleare è la reazione che avviene nel Sole e nelle altre stelle: due nuclei di deuterio, un isotopo dell’idrogeno con un protone e un neutrone, si fondono e formano un nucleo di elio. Da tale fusione si genera energia perché la massa del nucleo prodotto è leggermente inferiore alla massa dei nuclei reagenti. La reazione di fusione nucleare è stata realizzata dagli scienziati in laboratorio, ma per ora non è possibile produrla su larga scala perché è ostacolata da problemi tecnici: per innescare e mantenere la fusione occorre portare il deuterio a decide di milioni di gradi, alla temperatura delle stelle, per un tempo sufficientemente lungo. Da qualche decennio sono stati realizzati degli apparecchi a ciambella, chiamati Tokamak ( 22 ), in cui opportune combinazioni di campi elettrici e magnetici permettono di innescare il processo di fusione. Quali sono i vantaggi della fusione nucleare?In passato la fusione nucleare è stata utilizzata per realizzare la bomba H, cioè una terribile bomba in cui la reazione nucleare avviene in modo incontrollato ( 23 ). La stessa reazione controllata per ricavarne energia a scopi pacifici, porterebbe molti vantaggi: il deuterio necessario può essere facilmente ricavato dall’acqua di mare e la reazione non produce sostanze inquinanti dell’aria e neppure scorie radioattive. Analizza Quali sono i nuclei che reagiscono fondendosi tra loro? Che cos’è il deuterio? Perché il suo simbolo è H? Quale nucleo si forma con la fusione nucleare? HAI CAPITO CHE... La fusione nucleare controllata potrebbe essere utilizzata per ricavarne energia pulita. per saperne di piùLo sviluppo sostenibileLa Terra offre enormi risorse che l’uomo ha imparato a utilizzare per il suo benessere; è però fondamentale non consumare più risorse di quante la biosfera ne possa generare. Attualmente è in atto un sovraconsumo mondiale, ma la Terra avrà un futuro solo se si arriverà a uno sviluppo sostenibile, cioè a uno sviluppo che “ risponda alle necessità del presente senza compromettere le capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie” (definizione che la Commissione Mondiale sull’Ambiente e lo Sviluppo elaborò già nel 1987).Che cosa si può fare?Dal punto di vista energetico, le modalità di utilizzo delle risorse sono in continuo miglioramento: è migliorata la tecnologia per sfruttare le fonti non rinnovabili, è aumentato lo sfruttamento di quelle rinnovabili, si trovano continuamente nuove soluzioni domestiche per il risparmio energetico e il riciclo dei materiali. L’incremento dell’efficienza e l’eliminazione degli sprechi energetici sono i principali obiettivi indicati dall’Unione Europea, che si è impegnata a raggiungere entro il 2020 la riduzione del 20% delle emissioni di gas-serra, l’aumento del 20% dell’efficienza energetica e l’innalzamento al 20% della produzione di energia da fonti rinnovabili ( 1 ).L’impronta ecologicaUn modo per comprendere quanto la popolazione umana prema sulle risorse della biosfera è quello di calcolare la cosiddetta impronta ecologica. Si tratta di misurare in ettari (1 ettaro = 10.000 m2) la superficie teorica complessiva di terra e acqua che un individuo, una popolazione, un’attività… richiedono per generare le risorse che producono. Si confronta poi questo dato con la biocapacità, cioè la capacità teorica degli ecosistemi di produrre cibo e assorbire o smaltire rifiuti, anche questa espressa in ettari ( 2 ). Si mettono a confronto questi dati: se l’impronta ecologica è maggiore della biocapacità corrispondente si avrà un deficit ecologico, se l’impronta ecologica è minore della biocapacità corrispondente si creerà una riserva ecologica. Attualmente l’impronta ecologica dell’umanità corrisponde a 1,3 “pianeti Terra”: per rigenerare le risorse che consumiamo e assorbire i rifiuti che produciamo in 1 anno servirebbero 1 anno e 4 mesi. Con la crescita demografica attuale e gli attuali andamenti dei consumi nel 2050 avremo bisogno di 2 pianeti come la Terra per sostenerci e… non li abbiamo.2 L’impronta ecologica e le categorie principali di territorio per le quali viene calcolata.Ciascuno di noi può collaborare al raggiungimento di questi obiettivi. Ecco alcune semplici strategie da attuare in diversi settori. 1 NEL SETTORE DEL TRASPORTO PRIVATO Usare meno l’automobile. Viaggiare con i finestrini chiusi e usare l’aria condizionata solo quando è indispensabile. Scegliere per l’acquisto dell’auto modelli ibridi a GPL o metano. Condividere l’automobile con più passeggeri. 2 NEL SETTORE DEL CONSUMO DOMESTICO DI ELETTRICITÀ 1. In generale usare con criterio gli apparecchi con resistenze elettriche molto “energivori” (stufette ad aria, asciugacapelli, ferro da stiro, forno elettrico); anche i condizionatori consumano molta energia elettrica. 2. Sostituire la scaldabagno elettrico con uno a gas. 3. Sostituire frigoriferi e congelatori con più di 10 anni di vita con modelli di classe energetica più elevata. 4. Fare lavaggi in lavatrice a pieno carico, con basse temperature di lavaggio, preferendo le ore notturne (se non si disturbano i vicini di casa). 5. Usare la lavastoviglie con attenzione, a pieno carico, con le temperature minori possibili, e assicurare una costante manutenzione del filtro. 6. Sostituire le lampadine a incandescenza (che comunque sono uscite dal mercato) con quelle fluorescenti o a led. 7. le luci quando non servono. 8. Non mantenere gli apparecchi in standby, poiché continuano a consumare energia. 3 NEL SETTORE DEL CONSUMO DOMESTICO DI RISCALDAMENTO E ACQUA SANITARIA 1. In generale cercare di usare meno acqua calda sanitaria e a una temperatura non superiore a 45°C (di solito più che sufficiente). 2. Mantenere nelle abitazioni una temperatura confortevole senza esagerare (tra 18 e 22°C). 3. Impiegare dispositivi per regolare gli orari di accensione e le temperature nei locali riscaldati. 4. Fare eseguire il controllo e la manutenzione annuale dell’impianto da tecnici autorizzati. 5. Non nascondere i caloriferi in mobiletti e non usare copritermosifoni. Istallare pannelli termoriflettenti dietro ai caloriferi. 6. Mantenere libere dal calcare le tubazioni del sistema di riscaldamento (manutenzione periodica). 7. Fare isolare le tubazioni in cui scorre l’acqua calda. 8. Sigillare i battenti dei vecchi serramenti e i cassonetti degli avvolgibili con le apposite strisce autoadesive. Evitare gli spifferi fa risparmiare e aumenta la sensazione di comfort. 4 QUANDO SI RISTRUTTURA CASAAnche ristrutturare le case private e gli edifici pubblici secondo dei principi di risparmio energetico è una tendenza sempre più diffusa e porta, nel corso degli anni, a un risparmio di tipo economico.I principali interventi da fare sono: