Una pila atomica, o più accuratamente, un reattore nucleare, è un dispositivo che controlla e sostiene una reazione a catena della fissione nucleare, rilasciando energia nel processo. Ecco una rottura del suo principio di lavoro:
1. Materiale fissibile: Il nucleo di un reattore contiene materiale fissibile (ad esempio, uranio-235). Questo materiale subisce fissione nucleare , un processo in cui il nucleo di un atomo viene diviso in due o più nuclei più piccoli, rilasciando un'enorme quantità di energia e neutroni.
2. Assorbimento di neutroni e reazione a catena: Quando un neutrone colpisce un atomo fissibile, fa la divisione dell'atomo. Questa fissione rilascia più neutroni, che possono quindi colpire altri atomi fissibili, creando una reazione a catena .
3. Asta di controllo: Per controllare la reazione a catena, barre di controllo vengono inseriti nel nucleo del reattore. Queste aste assorbono i neutroni, rallentando la velocità di reazione. Regolando la posizione delle aste di controllo, la potenza del reattore può essere regolata.
4. Moderatore: A moderatore (di solito acqua o grafite) viene utilizzato per rallentare i neutroni rilasciati durante la fissione. I neutroni lenti hanno maggiori probabilità di causare la fissione, aumentando l'efficienza della reazione a catena.
5. Refre liquido: A refrigerante (spesso acqua o acqua pesante) circola attraverso il nucleo del reattore per rimuovere il calore generato per fissione. Questo calore viene utilizzato per produrre vapore e generare elettricità in una centrale elettrica .
6. Contenuto: Il reattore è racchiuso in una struttura di contenimento , progettato per impedire il rilascio di materiali radioattivi nell'ambiente in caso di incidente.
Ecco un'analogia semplificata:
Immagina una reazione a catena come una palla di neve che rotola giù per una collina. Ogni volta che la palla di neve colpisce il terreno, si rompe in pezzi più piccoli, ognuno dei quali diventa una nuova palla di neve, rotolando più lungo la collina. Le aste di controllo sono come barriere poste sulla collina, rallentando lo slancio della palla di neve. Il moderatore è come una macchia di neve morbida che rallenta le palle di neve più piccole, garantendo che più di loro colpiscono il terreno e creano più palle di neve.
Funzioni chiave di un reattore nucleare:
- Generazione di energia: Il calore rilasciato dalla fissione viene utilizzato per produrre elettricità.
- Ricerca e sviluppo: I reattori sono utilizzati nella ricerca scientifica per studiare le reazioni nucleari, creare isotopi per applicazioni mediche ed esplorare nuovi materiali.
- Applicazioni mediche: I reattori vengono utilizzati per produrre isotopi per imaging e trattamento medico.
È importante notare che i reattori nucleari sono sistemi complessi con molte caratteristiche di sicurezza per prevenire incidenti. Tuttavia, rappresentano anche rischi, in particolare per quanto riguarda la gestione dei rifiuti radioattivi e potenziali incidenti.
