L'energia nucleare proviene dall'energia immagazzinata nel nucleo (nucleo) di un atomo. Questa energia viene rilasciata attraverso la fissione (divisione degli atomi) o la fusione (fusione di atomi per formare un atomo più grande). L'energia rilasciata può essere utilizzata per generare elettricità.
I combustibili fossili, che includono principalmente carbone, petrolio e gas naturale, soddisfano la maggior parte del fabbisogno energetico in tutto il mondo. La generazione di elettricità è uno degli usi predominanti dei combustibili fossili. Ma questa risorsa è limitata.
Generazione di elettricità
L'energia nucleare può essere liberata dividendo un atomo di uranio. Il nucleo di un atomo è fatto di protoni e neutroni. Quando il nucleo si divide, rilascia energia sotto forma di calore. Alcuni neutroni vengono anche rilasciati nella divisione. Questi neutroni potrebbero dividere altri nuclei, rilasciando più calore e neutroni. Questa reazione a catena si chiama fissione nucleare.
I combustibili fossili si sono formati dai resti organici di piante e animali preistorici. Questi resti, che hanno milioni di anni, sono stati convertiti dal calore e dalla pressione nella crosta terrestre in combustibili contenenti carbonio.
Sia le centrali nucleari che quelle a combustibile fossile producono elettricità allo stesso modo. Il calore generato in questi impianti viene utilizzato per generare vapore. Questo vapore aziona una turbina, che alimenta un generatore che converte l'energia meccanica in energia elettrica.
Emissioni: energia nucleare vs energia di carbone
L'energia nucleare è più pulita durante la generazione di elettricità. La fissione nucleare fornisce energia senza rilasciare gas serra come l'anidride carbonica. Tuttavia, le centrali nucleari generano scorie radioattive, un fattore critico quando si fa un confronto tra inquinamento da combustibile fossile e nucleare.
In un confronto tra energia nucleare e carbone, tuttavia, considerare che la combustione di combustibili fossili rilascia biossido di carbonio in l'atmosfera. In effetti, il 90 percento delle emissioni di carbonio della produzione di elettricità negli Stati Uniti proviene da centrali elettriche a carbone. Emettono inquinanti come anidride solforosa, metalli tossici, arsenico, cadmio e mercurio.
Efficienza e affidabilità
Un pellet di combustibile nucleare pesa circa 0,1 once (6 grammi). Tuttavia, quel singolo pellet produce la quantità di energia equivalente a quella generata da una tonnellata di carbone, 120 galloni di petrolio o 17.000 piedi cubi di gas naturale, rendendo il combustibile nucleare molto più efficiente dei combustibili fossili.
Inoltre , le centrali nucleari funzionano in modo più affidabile rispetto ad altre strutture di produzione di energia. Nel 2017, le centrali nucleari hanno funzionato a piena capacità il 92% delle volte. Per fare un confronto, considerare i tempi di funzionamento di altre fonti di energia: centrali a carbone (54%), impianti a gas naturale (55%), generatori eolici (37%) e impianti solari (27%).
Disponibilità di risorse
L'uranio è una delle fonti di energia più abbondanti sulla Terra. L'uranio può essere rielaborato e riutilizzato, uno dei vantaggi dell'energia nucleare rispetto ai combustibili fossili. I combustibili fossili, d'altra parte, non sono rinnovabili. C'è stato un forte calo delle riserve energetiche a causa della dipendenza delle persone dai combustibili fossili.
Costi: energia nucleare vs combustibili fossili
I costi sono importanti se si considerano i pro ei contro dell'energia nucleare rispetto ai combustibili fossili. Mentre i costi operativi per le centrali nucleari superano il costo di altre fonti di energia elettrica, il costo totale è inferiore alla maggior parte. Il costo totale medio della generazione di elettricità include operazioni, manutenzione e combustibili. I costi sono riportati in mulini per chilowattora, dove un mulino equivale a 0,001 $ o un decimo di un centesimo degli Stati Uniti.
I costi totali medi in mulini per chilowattora riportati per il 2017 sono, in ordine crescente, 10,29 per l'energia idroelettrica (compresi gli impianti idroelettrici convenzionali e di stoccaggio pompato), 24,38 per l'energia nucleare, 31,76 per turbina a gas e piccola scala (definiti come turbina a gas, combustione interna, impianti fotovoltaici o solari e eolici) e 35,41 per impianti a vapore fossile.
Futuro della generazione di energia
Le fonti di combustibile fossile stanno gradualmente diminuendo, portando a una potenziale scarsità globale di energia. Le centrali nucleari forniscono già energia in trenta stati. Con due nuovi impianti approvati e circa 18 domande per la costruzione di nuovi impianti in esame da parte della Commissione di regolamentazione nucleare degli Stati Uniti nel 2018, le centrali nucleari potrebbero soddisfare tale fabbisogno energetico negli Stati Uniti.
