Storia

L’ingegneria nucleare nasce nel XX secolo con l’annuncio nel 1939 della scoperta della fissione nucleare da parte dei chimici tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann. Fu quasi immediatamente realizzato che un’arma di enorme energia esplosiva poteva essere possibile utilizzando la fissione, e durante la seconda guerra mondiale la corsa per essere il primo a costruire quest’arma portò alla creazione del Progetto Manhattan negli Stati Uniti. Il lavoro fondamentale del Progetto Manhattan, guidato dal fisico italiano Enrico Fermi, fu la costruzione del primo reattore nucleare nel 1942 all’Università di Chicago. Chiamato Chicago Pile No. 1 (CP-1), questo reattore dimostrò la teoria scientifica di una reazione nucleare a catena controllata, e fu seguito dalla costruzione di reattori a Hanford, Washington, che furono usati per produrre plutonio per armi nucleari. I reattori di produzione di Hanford erano sistemi complessi che richiedevano il talento e gli sforzi di un gran numero di ingegneri tradizionali di tutte le discipline, ma gli ingegneri erano integrati da fisici e matematici che comprendevano i complessi fenomeni nucleari coinvolti e potevano lavorare con gli ingegneri per progettare e analizzare i primi sistemi di reattori. Questi fisici-matematici-ingegneri erano gli antenati degli odierni ingegneri nucleari.

Il successo dello sviluppo dei sottomarini nucleari da parte della Marina degli Stati Uniti dopo la guerra fu un fattore chiave per la disciplina allora senza nome dell’ingegneria nucleare. La progettazione e l’analisi dei reattori nucleari, sia sulla terraferma che in un sottomarino, richiede una comprensione dei complessi fenomeni nucleari che avvengono all’interno dei reattori, nonché una conoscenza pratica di come progettare e mettere insieme i gruppi di combustibile, i sistemi di raffreddamento, i recipienti a pressione, i sistemi di controllo e innumerevoli altri sistemi necessari per l’impianto del reattore. Una crescente comprensione della fisica nucleare all’interno del reattore e del trasporto delle radiazioni all’interno e all’esterno del reattore ha portato alla nascita di una nuova disciplina ingegneristica, l’ingegneria nucleare, che ha integrato le tradizionali (e necessarie) discipline ingegneristiche necessarie per progettare, analizzare, costruire e gestire un impianto di reattori nucleari.

Nei tardi anni ’40 e nei primi anni ’50, quando i molti potenziali usi pacifici dell’energia nucleare divennero evidenti, furono istituite scuole di tecnologia dei reattori dall’Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee e dall’Argonne National Laboratory vicino Chicago. Queste scuole furono i precursori dei primi dipartimenti accademici e dei programmi di laurea stabiliti negli anni ’50 e ’60 dai college e dalle università degli Stati Uniti, tra cui la North Carolina State University, la Pennsylvania State University e la University of Michigan.

Il successo dell’applicazione dei reattori nucleari alla propulsione navale ha portato direttamente al rapido sviluppo delle centrali nucleari commerciali negli anni ’60 e ’70, e questo sviluppo a sua volta ha aumentato la domanda di laureati con formazione in ingegneria nucleare. Oggi ci sono più di 40 dipartimenti e programmi che offrono corsi di ingegneria nucleare e campi correlati negli Stati Uniti e in Canada, e più di 60 programmi di questo tipo sono stati istituiti in altre parti del mondo.

Mentre il motore principale della crescita dell’ingegneria nucleare è stata l’energia nucleare, la disciplina è molto più ampia di questa applicazione. L’ingegneria nucleare comprende anche campi come la misurazione delle radiazioni e l’imaging, la fusione nucleare e la fisica del plasma, i materiali nucleari e la fisica medica e sanitaria. Per rappresentare questo più ampio spettro di attività, alcuni dipartimenti di ingegneria nucleare hanno ampliato i loro titoli per includere “scienze nucleari”, “scienze radiologiche” o “scienze delle radiazioni”.