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, 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. Benché alcuni considerino tale fonte energetica anche come rinnovabile, recentemente la Commissione europea si è espressa affermando che il nucleare non è da considerarsi come rinnovabile.[2]. Benché inoltre rappresenti in gran parte una forma di energia pulita dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica (CO2) in atmosfera, presenta almeno in parte diversi altri problemi ambientali e di pubblica sicurezza per quanto riguarda i fenomeni connessi alla radioattività attraverso le scorie radioattive. Ampio è divenuto dunque nel tempo il dibattito intorno all'energia nucleare sul fronte della sicurezza, sul rischio proliferazione, sui costi e sulla indispensabilità di tale fonte energetica in relazione alle altre fonti energetiche e all'impellente problema energetico globale. A livello internazionale l'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (AIEA, International Atomic Energy Agency) si occupa di promuovere l'utilizzo pacifico dell'energia nucleare, di impedirne l'utilizzo per scopi militari e con funzionalità di sorveglianza e controllo sulla sicurezza degli impianti nucleari esistenti o in progettazione/realizzazione.
La storia dell'energia nucleare prende avvio con le scoperte intorno alla radioattività sul finire del XIX secolo e prosegue poi con gli sviluppi scientifici della fisica nucleare nella prima metà del XX secolo che hanno portato alla realizzazione del primo reattore sperimentale-dimostrativo funzionante da parte di Enrico Fermi negli USA il 2 dicembre del 1942 e alle successive tristemente note vicende belliche della seconda guerra mondiale con lo sgancio della bombe atomiche su Hiroshima e Nagasaki. Solo nella seconda metà del secolo scorso si prende l'iniziativa di sfruttare l'energia nucleare anche a fini civili per la produzione di energia elettrica, ma per tutto il corso della Guerra Fredda rimarrà duplice l'interesse per l'energia atomica sia sul fronte militare che civile con gli Stati interessati a portare avanti politiche energetiche nucleari, in gran parte a proprie spese, per il raggiungimento di paralleli e precisi obiettivi militari di superpotenza.
“Reazioni”
Le reazioni che coinvolgono l'energia nucleare sono principalmente quelle di fissione nucleare, di fusione nucleare e quelle legate alla radioattività:
-Nelle reazioni di fissione nucleare (sia spontanea, sia indotta) nuclei di atomi con alto numero atomico (pesanti) come, ad esempio, l'uranio, il plutonio e il torio si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore, diminuendo la propria massa totale e liberando una grande quantità di energia. Il processo di fissione indotta viene usato per produrre energia nelle centrali nucleari. Le prime bombe atomiche, del tipo di quelle sganciate su Hiroshima e Nagasaki, erano basate sul principio della fissione. Si deve notare che in questo contesto il termine atomico è inesatto o almeno inappropriato in quanto i processi coinvolti sono viceversa di tipo nucleare, coinvolgendo i nuclei degli atomi e non gli atomi stessi.
-Nelle reazioni di fusione nucleare i nuclei di atomi con basso numero atomico, come l'idrogeno, il deuterio o il trizio, si fondono dando origine a nuclei più pesanti e rilasciando una notevole quantità di energia (molto superiore a quella rilasciata nella fissione, a parità di numero di reazioni nucleari coinvolte). In natura le reazioni di fusione sono quelle che producono l'energia proveniente dalle stelle. Finora, malgrado decenni di sforzi da parte dei ricercatori di tutto il mondo, non è ancora stato possibile realizzare, in modo stabile, reazioni di fusione controllata sul nostro pianeta anche se è in sviluppo il progetto ITER, un progetto che con il successore DEMO darà vita alla prima centrale nucleare a fusione del mondo. È invece attualmente possibile ottenere grandi quantità di energia attraverso reazioni di fusione incontrollate come, ad esempio, nella bomba all'idrogeno.
-Le reazioni di decadimento radioattivo coinvolgono i nuclei di atomi instabili che, tramite processi di emissione/cattura di particelle subatomiche (radioattività), tendono a raggiungere uno stato di maggior equilibrio in conseguenza della diminuzione della massa totale del sistema. Quelle in cui si ha la maggiore quantità di energia liberata sono i processi di diseccitazione gamma: le particelle interessate sono fotoni generalmente ad alta energia, ovvero radiazioni elettromagnetiche alle frequenze più alte (anche se più precisamente si ha sovrapposizione fra le frequenze delle emissioni X di origine atomica e gamma di origine nucleare).
Fissione Nucleare
Fusione Nucleare
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