L’energia nucleare ha avuto una storia interessante, soprattutto per il fatto che la sua tecnologia di base è intrinsecamente pericolosa. Anche se è ancora una fonte di energia relativamente nuova nel grande schema delle cose, le sue origini risalgono alla fine del 1800.
Esploriamo un po’ più a fondo la storia dell’energia nucleare per seguirne i progressi.
Gli inizi dell’energia nucleare
La storia dell’energia nucleare inizia davvero nel 1895, quando Wilhelm Roentgen scoprì i raggi X.
Sperimentando con un tubo catodico, Roentgen notò che le lastre fotografiche sedute nelle vicinanze si illuminavano quando il dispositivo era acceso, anche quando era coperto di carta nera, portandolo a concludere che il tubo catodico stava emettendo un raggio invisibile, qualcosa che non era stato osservato prima.
Quello che Roentgen notò erano effettivamente raggi X che si propagavano dal tubo.
L’anno seguente, in Francia, un uomo di nome Becquerel scoprì che i sali di uranio potevano produrre da soli radiazioni penetranti, senza bisogno di essere eccitati da una fonte di energia esterna.
Questa osservazione portò Becquerel a realizzare che l’uranio doveva produrre raggi X.
Anche Marie e Pierre Curie studiarono il fenomeno, portandoli a isolare due nuovi elementi, il polonio e il radio. La loro indagine li portò, nel 1898, a coniare una nuova parola, radioattività.
Mentre lo scienziato Ernest Rutherford studiava la radioattività in Inghilterra, scoprì due nuovi tipi di radiazione, diversi dai raggi X, che chiamò radiazione alfa e beta.
Anche una delle scoperte più importanti per il futuro dell’energia nucleare fu fatta da Rutherford. Nel 1909, scoprì che la maggior parte della massa di un atomo era contenuta nel suo nucleo.
Rutherford è oggi considerato il padre della fisica nucleare. Continuò a scoprire la radiazione gamma e teorizzò anche l’esistenza dei neutroni nel 1920, nonostante non avesse alcuna prova della loro esistenza. I neutroni sarebbero stati scoperti nel 1932.
Queste scoperte fondamentali formarono la base di quella che sarebbe diventata l’industria della produzione di energia nucleare.
La scissione degli atomi
Nel 1938, gli scienziati tedeschi Otto Hann e Fritz Strassman spararono neutroni su atomi di uranio e scoprirono che veniva rilasciata una quantità significativa di energia. Con l’aiuto di Lise Meitner e Otto Frisch, furono in grado di spiegare che ciò che avevano osservato era la scissione dell’atomo attraverso la fissione.
Nel 1939, i fisici Leo Szilard ed Enrico Fermi teorizzarono che le reazioni di fissione potevano essere usate per creare un’esplosione attraverso una massiccia reazione a catena.
Szilard e alcuni altri scienziati, tra cui Albert Einstein, scrissero al presidente Roosevelt nel 1939 per avvertirlo della possibilità di creare armi nucleari. Il presidente autorizzò un comitato consultivo per iniziare a sviluppare bombe atomiche per gli Stati Uniti.
Nel 1942, Fermi, lavorando come parte del comitato, fu in grado di creare la prima reazione a catena di fissione creata dall’uomo a Chicago. Fu a questo punto che il progetto Manhattan entrò in pieno sviluppo.
Il team perseguì lo sviluppo di due tipi di bombe, una che utilizzava l’uranio come nucleo, e una al plutonio. Il progetto era altamente segreto, e intere città segrete furono costruite per sostenere il progetto. Una struttura, a Oak Ridge, Tennessee, usava reazioni nucleari per creare plutonio da usare per produrre uranio arricchito. Un altro impianto a Washington usava reazioni nucleari per produrre plutonio.
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L’ormai famoso sito segreto di Los Alamos, New Mexico, fu usato da centinaia di scienziati per la ricerca e la costruzione di armi nucleari.
La fine della seconda guerra mondiale, nel 1945, vide il primo uso di armi nucleari sulle persone. Questo fu anche il momento in cui la maggioranza della popolazione mondiale si rese conto di quanto potesse essere distruttiva questa tecnologia.
I reattori usati come fonti di energia
Era il 1951 quando il primo reattore nucleare che produceva elettricità fu completato. Chiamato Experimental Breeder Reactor 1, aveva sede in Idaho ed era raffreddato con metallo liquido.
Nel 1954, il primo sottomarino a propulsione nucleare, l’USS Nautilus, fu completato, permettendo al sottomarino di rimanere sommerso per porzioni significative di tempo senza rifornimento.
Nello stesso anno, i sovietici completarono la loro prima centrale nucleare: la centrale nucleare di Obninsk, il primo reattore nucleare collegato alla rete. La Shippingport Atomic Power Station, in Pennsylvania, è entrata in funzione nel 1957 ed è stata la prima centrale elettrica atomica su larga scala al mondo dedicata esclusivamente all’uso in tempo di pace.
Gli anni ’60 e ’70 hanno portato allo sviluppo e alla costruzione di molti altri reattori nucleari commerciali per la produzione di elettricità, molti dei quali lavoravano su progetti leggermente modificati da reattori precedenti.
Queste centrali nucleari erano pubblicizzate come fonti di elettricità relativamente economiche e senza emissioni. L’energia nucleare era vista da molti in questo periodo come la promessa di essere la fonte di energia del futuro.
Nel 1974, la Francia ha dato una grande spinta allo sviluppo dell’energia nucleare, arrivando a generare fino al 75% della sua potenza attraverso i reattori nucleari. Nello stesso periodo, circa il 20% della produzione di energia negli Stati Uniti proveniva dall’energia nucleare, prodotta da 104 centrali in tutto il paese.
Tuttavia, nel 1979, il futuro dell’energia nucleare è stato messo in discussione dall’incidente di Three Mile Island. Questa parziale fusione di un reattore in Pennsylvania iniziò il cambiamento dell’opinione pubblica sulla sicurezza dei reattori nucleari.
Quando si verificò il disastro di Chernobyl nel 1986, rilasciando una vasta nuvola di radiazioni che colpì gran parte del nord Europa e fino alla costa orientale degli Stati Uniti, l’opinione globale iniziò ad allontanarsi dal nucleare. Anche se questi disastri hanno portato alla creazione di reattori più sicuri.
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Un fatto interessante della storia dell’energia nucleare è che nel 1994 la Russia e gli Stati Uniti si sono accordati per declassare le loro testate nucleari in combustibile nucleare. Circa il 10% dell’elettricità nucleare degli Stati Uniti oggi è prodotta usando armi nucleari smantellate.
Il settore dell’energia nucleare nell’era post-Chernobyl della fine degli anni 90 e 2000 è stato caratterizzato da un alto grado di sicurezza nelle operazioni degli impianti e da nessun morto negli Stati Uniti. L’opinione generale sull’energia nucleare ha cominciato a spostarsi di nuovo verso il positivo, dato che l’industria ha dimostrato una sicurezza costante.
Tuttavia, il disastro di Fukushima, nel 2011, in cui un terremoto e uno tsunami hanno portato a una fusione parziale e al rilascio di una grande quantità di radiazioni da un reattore giapponese, è servito a ricordare che l’energia nucleare non è completamente sicura.
Circa il 14% dell’energia globale è prodotta ancora oggi attraverso centrali nucleari, e alcuni stimano che l’energia nucleare possa aver salvato 1,8 milioni di vite nel corso della sua storia, compensando l’inquinamento atmosferico dovuto all’uso di combustibili fossili.