Smashing Atoms: la storia dell'uranio e dell'energia nucleare

L'uranio esiste da millenni, ma solo di recente abbiamo iniziato a comprendere le sue proprietà uniche.

Oggi, il metallo radioattivo alimenta centinaia di reattori nucleari, consentendo la generazione di energia senza carbonio in tutto il mondo. Ma, i dettagli di Govind Bhutada di Visual Capitalist di seguito , come sono nati l'uranio e l'energia nucleare?

L'infografica qui sotto, dallo  Sprott Physical Uranium Trust , delinea la storia dell'energia nucleare e mette in evidenza il ruolo dell'uranio nella produzione di energia pulita.

Dalla scoperta alla fissione: alla scoperta dell'uranio

Proprio come tutta la materia, la storia dell'uranio e dell'energia nucleare può essere fatta risalire all'atomo.

Martin Klaproth, un chimico tedesco, scoprì per la prima volta l'uranio nel 1789 estraendolo da un minerale chiamato “pitchblenda”. Ha chiamato l'uranio dopo il pianeta appena scoperto, Urano. Ma la storia dell'energia nucleare iniziò davvero nel 1895 quando l'ingegnere tedesco Wilhelm Röntgen scoprì i raggi X e le radiazioni, dando il via a una serie di esperimenti e scoperte, inclusa quella della radioattività.

Nel 1905, Albert Einstein ha posto le basi per l'energia nucleare con la sua famosa teoria relativa a massa ed energia,  E = mc2 . Circa 35 anni dopo, Otto Hahn e Fritz Strassman hanno confermato la sua teoria sparando neutroni negli atomi di uranio, che hanno prodotto elementi più leggeri dell'uranio. Secondo la teoria di Einstein, la massa persa durante la reazione si è trasformata in energia. Ciò ha dimostrato che la fissione, la scissione di un atomo in elementi più leggeri, era avvenuta.

"L'energia nucleare è incomparabilmente maggiore dell'energia molecolare che usiamo oggi".

-Winston Churchill, 1955.

Dopo la scoperta della fissione, gli scienziati hanno lavorato per sviluppare una reazione nucleare a catena autosufficiente. Nel 1939, un team di scienziati francesi guidati da Frédéric Joliot-Curie dimostrò che la fissione può causare una reazione a catena e depositò il primo brevetto sui reattori nucleari.

Più tardi, nel 1942, un gruppo di scienziati guidati da Enrico Fermi e Leo Szilard diede il via alla prima reazione nucleare a catena attraverso il  Chicago Pile-1 . È interessante notare che hanno costruito questo reattore improvvisato usando mattoni di grafite su un campo da squash abbandonato nell'Università di Chicago.

Questi esperimenti hanno dimostrato che l'uranio potrebbe produrre energia attraverso la fissione. Tuttavia, il primo uso pacifico della fissione nucleare non avvenne fino al 1951, quando l'  Experimental Breeder Reactor I (EBR-1)  nell'Idaho generò la prima elettricità proveniente dall'energia nucleare.

Il potere dell'atomo: energia nucleare ed energia pulita

I reattori nucleari   sfruttano le proprietà dell'uranio per generare energia senza emissioni di gas serra. Mentre la radioattività dell'uranio lo rende unico, ha altre tre proprietà che spiccano:

• Densità del materiale: l'  uranio ha una densità di 19,1 g/cm3, che lo rende uno dei metalli più densi sulla Terra. Per riferimento, è quasi pesante (e denso) come l'oro.

• Abbondanza : A 2,8 parti per milione, l'uranio è circa 700 volte più abbondante dell'oro e 37 volte più abbondante dell'argento.

• Densità energetica : l'uranio è estremamente denso di energia. Un pellet di uranio alto un pollice contiene la stessa quantità di energia di 120 galloni di petrolio.

Grazie alla sua elevata densità energetica, l'uso del combustibile all'uranio rende l'energia nucleare più efficiente rispetto ad altre fonti energetiche. Ciò include le energie rinnovabili come l'eolico e il solare, che in genere richiedono molta più terra (e più unità) per generare la  stessa quantità  di elettricità di un singolo reattore nucleare.

Ma l'energia nucleare offre più di una semplice impronta territoriale. È anche una delle   fonti energetiche più pulite e affidabili oggi disponibili, pronta a svolgere un ruolo importante nella transizione energetica.

Il futuro dell'uranio e dell'energia nucleare

Sebbene l'energia nucleare sia spesso esclusa   dal dibattito sull'energia pulita , la crisi energetica in corso l'ha riportata al centro dell'attenzione.

Diversi paesi stanno passando al nucleare nel tentativo di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili mentre costruiscono reti energetiche affidabili. Ad esempio, l'energia nucleare dovrebbe svolgere un ruolo di primo piano nel piano del Regno Unito per raggiungere l'azzeramento delle emissioni di carbonio entro il 2050. Inoltre, il Giappone ha recentemente approvato il riavvio di tre dei suoi reattori nucleari dopo aver inizialmente eliminato gradualmente l'energia nucleare a seguito dell'incidente di Fukushima.

La rinascita dell'energia nucleare, oltre ai reattori che sono già in costruzione, porterà probabilmente a una maggiore domanda di uranio, specialmente quando il mondo abbraccia l'energia pulita.

Fonte: qui