Le centrali nucleari hanno molte caratteristiche in comune con le centrali elettriche tradizionali; la differenza principale è che producono energia con materiali radioattivi invece di combustibili convenzionali. La stessa rete elettrica commerciale trasporta l'elettricità dalle centrali nucleari e dai combustibili fossili, nonché dalle fonti rinnovabili. Una serie di linee di distribuzione elettrica trasporta l'elettricità dalle fonti agli utenti finali, tra cui case, clienti commerciali, governo e industria.
Reazione nucleare e calore
Un reattore nucleare produce grandi quantità di energia calore dal decadimento radioattivo controllato di elementi come l'uranio e il plutonio. I nuclei di questi elementi pesanti sono instabili; emettono radiazioni sotto forma di neutroni, particelle alfa e beta e raggi gamma, diventando più stabili nel processo. Mentre producono radiazioni, diventano anche molto caldi. In un reattore nucleare, il calore è usato come sostituto per la combustione di carbone o gas naturale. Sia il combustibile fossile che le centrali nucleari usano il calore per far bollire l'acqua e produrre vapore.
Steam and Generator
I tubi trasportano vapore ad alta pressione dal reattore nucleare a una turbina a vapore. Il vapore aziona le pale della turbina, facendo ruotare rapidamente l'albero della turbina, trasformando un generatore che produce elettricità. Il vapore si condensa in acqua, che viene riciclata di nuovo al reattore per tornare a vapore. Una tipica centrale nucleare ha diverse turbine e generatori che lavorano in tandem.
Trasformatore step-up e linee ad alta tensione
Un dispositivo chiamato trasformatore utilizza principi di induzione elettromagnetica per collegare due alternati- corrente (AC) circuiti insieme. Inoltre, un trasformatore può aumentare o diminuire la tensione della CA al suo ingresso; le utilities usano linee ad alta tensione per trasportare efficientemente le lunghe distanze elettriche, quindi impiegano trasformatori step-up vicino alla centrale per aumentare la produzione di un generatore. La tensione di uscita del trasformatore è impostata per corrispondere alla capacità delle linee elettriche locali ad alta tensione, che possono variare da 230.000 a 765.000 volt.
Trasformatori step-down e distribuzione
Le aziende elettriche trasmettono elettricità a alta tensione per ridurre le perdite di energia, ma l'alta tensione non è utile o sicura per la maggior parte dei clienti. Le linee ad alta tensione sono collegate a sottostazioni con trasformatori step-down che riducono la tensione per utenti commerciali e industriali. Una volta che le linee elettriche raggiungono il livello dei quartieri, le tensioni sono ulteriormente ridotte per l'uso domestico. Negli Stati Uniti, le utility forniscono servizi a 120, 208 e 240 volt per case e piccole imprese.
