Otteniamo energia dalla fissione nucleare quando il nucleo di un atomo è diviso in parti più piccole. Questo processo, che crea protoni e neutroni, rilascia una grande quantità di energia che può essere catturata e utilizzata in vari modi. Fu scoperto per la prima volta nel 1938 e la potenza della fissione nucleare fu sfruttata per la prima volta in una centrale elettrica a Obninsk, in Russia, il 26 giugno 1954.
Le prime centrali elettriche sono state in grado di produrre circa 5 megawatt di energia che è stata convertita in energia elettrica per uso commerciale. Oggi, la centrale nucleare più grande del mondo è l’impianto Kashiwazaki-Kariwa, di proprietà della Tokyo Electric Power Company, in Giappone. Offre una capacità installata lorda di oltre 8.200 megawatt.
Questi sono i principali vantaggi e svantaggi della fissione nucleare che devono essere considerati quando si considera questa opzione energetica.
Elenco dei vantaggi della fissione nucleare
1. La fissione nucleare è una forma efficiente di creazione di energia.
La World Nuclear Association fornisce ogni anno circa l’11% del fabbisogno mondiale di elettricità. È una risorsa energetica disponibile in più di 30 paesi e il numero continua a crescere. Sebbene le stime dei costi per una nuova centrale nucleare possano essere superiori a $ 9 miliardi, è ancora competitiva con altri costi energetici installati di recente.
2. Creare energia senza compensare le emissioni.
Naturalmente, la fissione nucleare crea prodotti di scorie nucleari che devono essere smaltiti correttamente. Tuttavia, quando avviene il processo di creazione e consumo di energia, non vengono rilasciate emissioni. La minaccia di anidride carbonica, monossido di carbonio e nitrati che provengono dai combustibili fossili non è una minaccia quando viene creata l’energia nucleare.
3. La fissione nucleare è un processo diffuso.
A differenza della combustione o delle risorse energetiche rinnovabili, la fissione nucleare continua a generare energia per un lungo periodo di tempo. Quando la reazione è adeguatamente controllata, può fornire energia che può essere raccolta fino a 3 anni. Come risorsa energetica, la fissione nucleare è oltre 8.000 volte più efficiente delle forme di energia che richiedono la combustione. Rimuove anche le particelle che creano gli elementi di combustione della conversazione.
4. Offre nuove risorse di carburante che possiamo utilizzare in futuro.
Una delle più grandi lotte che molti hanno avuto con la fissione nucleare sono i suoi sottoprodotti di scarto. La World Nuclear Association riporta che fino al 97% dei prodotti di scarto generati da un impianto nucleare sono classificati come rifiuti di bassa o media attività. Del restante 3% dei rifiuti generati da un impianto nucleare, solo lo 0,2% è radioattivo in volume. Quindi da quei rifiuti radioattivi, la maggior parte di essi può essere riciclata in una nuova risorsa di combustibile per future reazioni di fissione nucleare.
5. Lo stoccaggio e la spedizione di scorie nucleari è un processo sicuro e collaudato.
Della quantità totale di rifiuti pericolosi spediti ogni anno dagli Stati Uniti, solo il 5% è classificato come rifiuto radioattivo. Di quella cifra, solo il 10% dei rifiuti radioattivi proviene dal processo di fissione nucleare. Dall’inizio dell’era nucleare, nel mondo sono state effettuate più di 25.000 spedizioni di rifiuti pericolosi ad alta attività e il numero di incidenti gravi che hanno coinvolto un barile di tipo B può essere contato da un lato.
6. I costi operativi della fissione nucleare sono gestibili.
I costi di produzione energetica della fissione nucleare sono oggi paragonabili a quelli di qualsiasi altra risorsa energetica, ad eccezione di alcuni prodotti del carbone. Rispetto all’energia eolica o solare, l’energia nucleare è spesso più economica. Sebbene le spese in conto capitale per un nuovo impianto nucleare possano essere piuttosto elevate, i costi di gestione continuativi aiutano a compensare l’investimento iniziale. Anche rispetto al gas naturale, la fissione nucleare è un centesimo in meno per chilowattora nelle normali operazioni.
7. È una forma di energia sicura da usare.
I vari incidenti nucleari fanno sì che le persone diffidano dell’energia nucleare, soprattutto a causa del rischio di esposizione alle radiazioni. Tuttavia, quando l’industria nucleare viene confrontata con altre forme di produzione di energia, presenta il livello più basso di rischio di morte. La fissione nucleare è 200 volte più sicura dell’energia a carbone, 5 volte più sicura dell’energia solare sui tetti e persino 1,5 volte più sicura dell’energia eolica. Forbes riferisce che se la Cina è inclusa in queste cifre, il tasso di sicurezza della fissione nucleare, rispetto al carbone, è 20.000 volte più sicuro.
8. La fissione nucleare è una forma molto efficiente di produzione di energia.
La fissione nucleare è una delle poche forme di energia in grado di creare una grande quantità di energia utilizzabile da un piccolo investimento in carburante. Ogni anno sono necessarie circa 27 tonnellate di nuovo combustibile per un reattore nucleare che produce 1.000 megawatt di energia. In confronto, una centrale a carbone che genera energia a un livello equo richiederebbe 2,5 milioni di tonnellate di carburante.
9. Creare una risorsa che possa essere esportata con profitto.
Negli Stati Uniti, la fissione nucleare è responsabile di circa il 20% dell’elettricità totale consumata nel paese ogni anno. Nel 2016, gli Stati Uniti hanno esportato circa 2,6 milioni di megawattora in Canada e 6,6 milioni di megawattora in Messico. Quando l’energia nucleare è disponibile in abbondanza, l’elettricità in eccesso può essere venduta come merce per migliorare il PIL. Clean Technica ha riferito nel 2015 che la Germania potrebbe potenzialmente guadagnare $ 2 miliardi dalle esportazioni di elettricità.
10. L’energia della fissione nucleare è scalabile.
Ogni comunità attraversa periodi di picco della domanda che richiedono risorse energetiche aggiuntive. Quando quell’energia è fornita dalla fissione nucleare, la capacità di soddisfare questi periodi di forte domanda è costante. Sia che il processo sia contenuto all’interno del motore di una nave, in una grotta sotterranea o in una struttura formalizzata, possiamo aggiungere reattori alla struttura, aumentare la produzione di energia dalle strutture esistenti e combinare altre risorse con l’energia nucleare con la sua compatibilità generale.
Elenco degli svantaggi della fissione nucleare
1. Un giorno soccomberai alle leggi dell’entropia.
La fissione nucleare è stata progettata per fornire energia attraverso strutture appositamente progettate per circa 40 anni. Queste prime installazioni hanno già raggiunto le loro aspettative di vita iniziali. Nel tempo abbiamo scoperto che, con l’evoluzione dei metodi di manutenzione e cura, potremmo raddoppiare la vita attesa di una centrale nucleare. Anche con queste nuove migliori pratiche in atto, saremo costretti a prendere in considerazione nuove opzioni energetiche intorno all’anno 2035 perché molte delle nostre strutture saranno esaurite.
2. La fissione nucleare è un processo pericoloso da gestire.
Ci sono stati quattro grandi incidenti di fusione nucleare nelle centrali elettriche di tutto il mondo. Il primo si è verificato al reattore di Lucens in Svizzera nel 1969. C’è stato anche l’incidente di Three Mile Island in Pennsylvania nel 1979. Seguono il disastro di Chernobyl nel 1986 e il disastro di Fukushima Daiichi dopo lo tsunami del 2011. Ci sono stati anche un totale di 10 crolli di core registrati e otto sottomarini sovietici hanno riportato incidenti di radiazioni o crolli di core.
3. Creare prodotti di scarto che siano anche pericolosi.
L’energia creata attraverso l’energia nucleare è una delle opzioni più pulite che abbiamo oggi. Questo vantaggio va a scapito dei rifiuti tossici generati dagli impianti nucleari. Gli impianti nucleari generano ogni anno 34.000 metri cubi di rifiuti ad alta attività. Questi rifiuti sono radioattivi e devono essere immagazzinati in contenitori o strutture specializzate per proteggere il pubblico in generale. Il tempo necessario affinché la radioattività decada a livelli più sicuri è di circa 40 anni dopo la sua eliminazione.
4. La fissione nucleare può anche creare armi pericolose.
Le prime applicazioni della fissione nucleare furono le armi. I primi test sulle armi nucleari furono condotti 9 anni prima che la prima centrale nucleare entrasse in funzione. Attivato durante un test condotto dagli Stati Uniti nel luglio 1945, Trinity aveva una resa equivalente a 20 chilotoni di trinitrotoluene (TNT).
I test sotterranei sono continuati negli Stati Uniti fino al 1992. Cina e Francia hanno continuato i test sotterranei fino al 1996. Il danno anche da una piccola arma nucleare è enorme. Nella guerra sono state usate solo due armi nucleari, entrambe fatte esplodere dagli Stati Uniti in Giappone, uccidendo più di 240.000 persone.
5. Può avere conseguenze a lungo termine per la salute dei lavoratori.
La fissione nucleare comporta un rischio di esposizione alle radiazioni. I lavoratori nelle immediate vicinanze dei reattori nucleari corrono un rischio maggiore rispetto alla popolazione generale di sviluppare determinati tipi di cancro e malattie. Alcuni di questi problemi di salute possono richiedere più di 40 anni per svilupparsi. Secondo il progetto K-1 della Columbia University, i picchi di leucemia nei bambini hanno raggiunto il picco circa 6 anni dopo gli attacchi nucleari in Giappone. Altri tumori iniziarono a comparire circa 10 anni dopo gli attacchi. In totale, l’esposizione alle radiazioni della fissione nucleare aumenta il rischio di cancro fino a 5 volte per ogni individuo.
6. Esistono alcuni rischi per la sicurezza associati alla fissione nucleare.
A causa del potenziale di vittime di massa e di danni a lungo termine per la popolazione, gli impianti di reazione alla fissione nucleare sono un obiettivo primario per coloro che desiderano fare dichiarazioni politiche violente. Non solo un’esplosione o un crollo potrebbero prendere delle vite, ma le conseguenze di un evento potrebbero durare per più di un decennio.
Nell’incidente di Three Mile Island, ad esempio, coloro che vivevano sopravento alla struttura avevano fino a 10 volte più probabilità di essere diagnosticati con leucemia o cancro ai polmoni rispetto a quelli che vivevano sopravento dopo l’incidente in un follow-up di 10 anni.
Un attacco simulato all’Indian Point Reactor a New York ha predetto più di 44.000 morti a breve termine per avvelenamento da radiazioni e altre 500.000 morti a lungo termine per cancro per le persone che vivono entro 50 miglia dalla struttura.
7. La fissione nucleare non è una garanzia di indipendenza energetica.
Sebbene gli Stati Uniti siano in testa al mondo in termini di produzione totale di energia dalla fissione nucleare, importano la maggior parte del combustibile necessario per crearla. Nel 2007, oltre il 90% dell’uranio che è entrato nei reattori nucleari è stato importato negli Stati Uniti. Gli Stati Uniti, infatti, sono a malapena nella Top 10 dei paesi del mondo con risorse di uranio disponibili. Anche con i sussidi in atto, l’energia nucleare ha spesso faticato a mantenere un prezzo competitivo anche con le risorse energetiche dei combustibili fossili.
8. Può causare molteplici forme di esposizione alle radiazioni.
L’esposizione totale del corpo, la contaminazione esterna e la contaminazione interna sono tutti eventi possibili con la presenza di fissione nucleare. Le radiazioni gamma ad alta energia possono penetrare in profondità nel corpo e influenzare gli organi interni. Se i prodotti di fissione si depositano sulla pelle, può verificarsi una contaminazione esterna. Oggetti ingeriti con elementi radioattivi e creano problemi interni. È questa paura che spesso spinge le persone a chiedere meno energia nucleare piuttosto che di più.
Questi vantaggi e svantaggi della fissione nucleare non devono essere confusi con la fusione nucleare. È un processo completamente diverso. Nel 1954, il presidente della Commissione atomica promise al pubblico americano che un giorno l’energia nucleare sarebbe stata troppo economica da misurare. Questa promessa potrebbe non essere stata mantenuta, sebbene ci siano molti vantaggi intrinseci al processo di fissione nucleare che ci consentono di soddisfare le nostre attuali esigenze energetiche in modo abbastanza efficiente. Allo stesso tempo, però, ci sono alcuni fattori di rischio che devono essere gestiti per tenere al sicuro le nostre famiglie.