Martedì, Febbraio 18, 2020
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ARGOMENTO: Dispense in pillole sul nucleare.

Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 8 Mesi fa #196

  • Cher
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Premesso che non sono Dott ne Ing ne PhD ma solo appassionato e curioso di sapere, ho raccolto , in collaborazione delle dispense in pillole sul nucleare.
Qui le riporto con "preghiera" di verifica e correzione nel caso di imprecisioni d'argomento:


0.1 # Come funziona una centrale Nucleare?


Data una fonte calda, questa scalda un liquido (di solito acqua), che assorbe molta energia, l’energia accumulata liquido caldo (che a volte si vaporizza) va poi a far muovere una turbina che è collegata ad un generatore elettrico (assimilabile ad una dinamo di una bicicletta in formato gigante) che genera energia elettrica. Il liquido caldo (a volte vapore), ora scarico di energia, viene quindi raffreddato (nel caso in cui fosse sotto forma di vapore viene condensato) passando a contatto con altro liquidi a temperatura più bassa e viene rimesso in circolo per ricominciare il ciclo termico, questo è il funzionamento di ogni macchina termica.
L’unica differenza fra la differenti centrali di tipo termico è nella fonte calda della centrale che, nel caso nucleare, è data dall’energia di fissione dell’uranio. Rispetto alle centrali definite “termoelettriche” in cui il calore è fornito bruciando del combustibile la fissione dell’uranio fornisce molta più energia: bruciare combustibile rompe legami atomici e molecolari, fissionare atomi rompe legami nucleari milioni di volte più energetici (per comprendere meglio questo passaggio [Cf. Ph.Me]).

Si possono poi ad esempio dividere le centrali nucleari moderne in due principali tipologie, una è quella BWR che assomiglia di più ad una termica normale; la seconda, il PWR, si differenzia leggermente. Nei reattori BWR (Boiling Water Reactor) l’acqua nel circuito primario del reattore cambia di stato e passa ad essere vapore acqueo, questo va a finire direttamente nella turbina e dopo essere stato raffreddato e condensato viene reimmesso nel reattore. Nei reattori PWR (Pressurized Water Reactor) l’acqua nel circuito primario del reattore viene mantenuta ad elevata pressione, così anche a temperature superiori ai 300°C rimanga allo stato liquido; per arrivare alla turbina si deve passare da uno scambiatore di calore (generatore di vapore) in cui l’acqua ad alta temperatura ed in pressione scambia il calore con dell’altra acqua che si trasforma in vapore che va alla turbina. L’acqua dal generatore di vapore ritorna al reattore dove si scalda nuovamente e quella dalle turbine ritorna poi ai generatori di vapore, il ciclo quindi ricomincia.
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Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 8 Mesi fa #197

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#0.2 Cos’è la dose?

La dose è la quantità di radiazioni che vengono assorbite dal corpo umano (su cui provoca effetti biologici) o su un materiale. Si può calcolare con due unità di misura, il Gray indica quanta energia (in Joule) proveniente da radiazioni è assorbita da 1kg di materiale, e si misura quindi in J/kg, o Gy. Il Sievert (Sv) è dimensionalmente uguale al Gray, ma viene corretto con dei fattori moltiplicativi per indicare l’effetto biologico dalle varie radiazioni. 1Sv è la quantità di radiazioni che equivale biologicamente (in prima approssimazione) ad 1Gy di raggi gamma o a 0.05Gy di raggi alfa.
La differenza risiede nell’interazione della radiazione con la materia: l’effetto biologico delle radiazioni è indurre mutazioni nelle cellule, aumentando il rischio dell’induzione di un tumore a distanza di generazioni (quindi anni), rompendo i legami del DNA. I raggi gamma trapassano facilmente la materia, quindi è molto raro che inducano la rottura diretta o indiretta della doppia elica di DNA, le particelle alfa invece interagiscono lungo una traccia, come un treno che distrugge ciò che incontra sui binari, e quindi rende tali doppie rotture molto più probabili. D’altro canto le particelle alfa a bassa energia si fermeranno prevalentemente sull’epitelio (lo strato più superficiale di pelle, composto da cellule morte), non inducendo quasi nessun effetto. La stessa dose di particelle alfa della stessa energia inalata o ingerita (quindi inglobata in punti sensibili dell’organismo) ha invece un effetto decisamente più rilevante.
Da qui la stessa dose di raggi gamma e raggi alfa determina due effetti biologici molto diversi, dipendenti anche dall’energia della radiazione, dalle cellule coinvolte e da altri parametri. Determinare gli effetti della radiazione sugli organismi è un compito tutt’altro che banale, un intera branca scientifica, la radiobiologia, è dedita alla previsione di tali effetti.
L’unità di misura del Gray o del Sievert rappresenta una dose enorme: poche persone al mondo hanno subito dosi nell’ordine del Sv, ovvero un numero di persone dell’ordine di grandezza delle centinaia prevalentemente composte da scienziati e tecnici nucleari coinvolti in incidenti e alcuni pompieri intervenuti a Chernobyl.
La dose ambientale è di circa 2-3mSv/y, cioè mediamente in un anno da ogni persona vengono assorbiti 2-3 millesimi di Sievert provenienti dalle più disparate fonti (vedi domanda sulla dose ambientale).
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Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 5 Mesi fa #207

  • Raghnar
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Eheh, mi suona stranamente familiare :whistle:

Sono contento che siano state recepite! :)
Ultima modifica: 6 Anni 5 Mesi fa da Raghnar.
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Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 5 Mesi fa #208

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ben trovato..... allora ne posto altre....in fondo le ha realizzate.... si dice o non si dice? :)
Ultima modifica: 6 Anni 5 Mesi fa da Cher. Motivo: errore
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Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 5 Mesi fa #211

  • Raghnar
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Cher ha scritto:
ben trovato..... allora ne posto altre....in fondo le ha realizzate.... si dice o non si dice? :)

Certo puoi postare quelle che vuoi, pero' chi le ha realizzate si dice! :)

Cioe' Io ed Enrico! :D
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Dispense in pillole sul nucleare. 6 Anni 5 Mesi fa #215

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.....ero fermo alla tua volontà di divulgarle e NON dire chi le aveva "stilate".... per cui a Cura di Raghnar&Enrico
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