I reattori nucleari funzionano dividendo i nuclei degli atomi, un processo chiamato fissione nucleare. Quando un neutrone viene assorbito da un atomo fissile, come l'uranio-235 o il plutonio-239, il nucleo si divide in due nuclei più piccoli, rilasciando energia sotto forma di calore e radiazione. Il calore viene utilizzato per produrre vapore, che aziona un generatore a turbina per produrre elettricità. La radiazione è controllata da una serie di barriere per proteggere i lavoratori e l'ambiente.
I componenti principali di un reattore nucleare sono:
* Carburante: Il combustibile per un reattore nucleare è solitamente l'uranio-235 o il plutonio-239. Questi isotopi fissili vengono tipicamente arricchiti per aumentare la loro concentrazione di materiale fissile.
* Moderatore: Il moderatore è un materiale che rallenta i neutroni prodotti dalla fissione nucleare. Ciò è necessario perché i neutroni devono essere sufficientemente lenti da essere assorbiti dagli atomi fissili. I moderatori comuni includono acqua, grafite e acqua pesante.
* Aste di controllo: Le barre di controllo vengono utilizzate per controllare la velocità della reazione nucleare a catena. Sono fatti di materiali che assorbono i neutroni, come il cadmio o il boro. Inserendo o ritirando le barre di controllo, è possibile controllare la quantità di neutroni disponibili per provocare la fissione.
* Refrigerante: Il refrigerante è un fluido utilizzato per rimuovere il calore dal nocciolo del reattore. Questo calore viene poi utilizzato per generare vapore per la produzione di elettricità. I refrigeranti comuni includono acqua, acqua pesante e sodio liquido.
* Edificio di contenimento: L'edificio di contenimento è una grande struttura che circonda il nocciolo del reattore. È progettato per contenere materiale radioattivo in caso di incidente.
I reattori nucleari sono progettati con molteplici sistemi di sicurezza per ridurre al minimo il rischio di incidenti. Questi sistemi includono:
* Sistemi di arresto di emergenza: Questi sistemi sono progettati per spegnere automaticamente il reattore in caso di emergenza.
* Edifici di contenimento: Queste strutture sono progettate per impedire il rilascio di materiale radioattivo in caso di incidente.
* Sistemi di monitoraggio delle radiazioni: Questi sistemi vengono utilizzati per monitorare i livelli di radiazione nel reattore e nell'area circostante.
L’energia nucleare è una fonte di elettricità affidabile ed efficiente e non produce gas serra. Tuttavia, esiste anche il rischio di gravi incidenti e vi è preoccupazione per lo stoccaggio a lungo termine dei rifiuti radioattivi.
