Un reattore nucleare è un sistema complesso che sfrutta l'energia rilasciata dalla fissione nucleare per generare elettricità. Ecco una rottura del suo principio di lavoro:
1. Fissione nucleare:
- Il nucleo del reattore contiene aste di carburante, uranio in genere arricchito. Queste aste sono realizzate con pellet di biossido di uranio, che sono arricchiti con una percentuale più elevata di uranio-235.
- I neutroni vengono sparati agli atomi di uranio-235, causando loro di divisione (fissione). Ciò rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di calore e più neutroni.
2. Reazione a catena:
- I neutroni rilasciati colpiscono altri atomi di uranio-235, innescando una reazione a catena. Questo processo continuo garantisce un rilascio costante di energia.
- Le aste di controllo realizzate con materiali che assorbono i neutroni come il boro vengono utilizzate per regolare la reazione a catena. L'inserimento di queste aste rallenta la reazione, mentre ritirarle accelera.
3. Generazione di calore:
- Il calore generato dalla reazione di fissione viene trasferito a un refrigerante (di solito acqua) che scorre attraverso il nucleo del reattore.
- Questo refrigerante assorbe il calore e diventa surriscaldato.
4. Generazione del vapore:
- Il refrigerante surriscaldato viene quindi passato attraverso uno scambiatore di calore, dove riscalda l'acqua in un ciclo separato.
- Quest'acqua si trasforma in vapore ad alta pressione.
5. Potenza della turbina:
- Il vapore guida una turbina, che è collegata a un generatore.
- La rotazione della turbina gira il generatore, producendo elettricità.
6. Condensa e raffreddamento:
- Dopo aver attraversato la turbina, il vapore viene condensato in acqua, usando torri di raffreddamento o altri metodi.
- Questa acqua raffreddata viene quindi pompata allo scambiatore di calore, completando il ciclo.
Caratteristiche di sicurezza:
- I reattori nucleari hanno molteplici funzionalità di sicurezza per prevenire incidenti e garantire un funzionamento sicuro.
- Questi includono:
- Strutture di contenimento: Racchiudere il nucleo del reattore per contenere materiale radioattivo in caso di incidente.
- Sistemi di raffreddamento di emergenza: Fornire un flusso continuo di refrigerante al nucleo del reattore in caso di interruzione di corrente.
- Assorbitori di neutroni: Per chiudere rapidamente la reazione a catena in caso di emergenza.
Riepilogo:
In sostanza, un reattore nucleare funziona utilizzando una reazione a catena controllata della fissione nucleare per generare calore. Questo calore viene quindi utilizzato per produrre vapore, che guida una turbina per generare elettricità. L'intero processo è attentamente controllato e monitorato per garantire sicurezza e efficienza.
