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Le centrali nucleari condividono molte somiglianze operative con le centrali elettriche convenzionali; la distinzione fondamentale sta nell'uso di materiali radioattivi come fonte di energia. La stessa rete elettrica commerciale trasporta l'elettricità dagli impianti nucleari, fossili e rinnovabili agli utenti finali:case, aziende, governo e industria.
Un reattore nucleare genera grandi quantità di calore attraverso il decadimento radioattivo controllato di elementi pesanti come l'uranio e il plutonio. Mentre i nuclei instabili emettono neutroni, particelle alfa e beta e raggi gamma, passano alla stabilità e rilasciano un’enorme energia termica. Questo calore sostituisce il processo di combustione utilizzato negli impianti a carbone o gas naturale, facendo bollire l'acqua per produrre vapore.
Il vapore ad alta pressione viene diretto attraverso i tubi a una turbina. Il vapore fa girare le pale della turbina, facendo girare l'albero che aziona un generatore, che a sua volta produce corrente alternata. Dopo aver attraversato la turbina, il vapore si condensa nuovamente in acqua e viene ricircolato nel reattore. La maggior parte degli impianti nucleari fa funzionare diverse turbine e generatori in parallelo per massimizzare la produzione.
I trasformatori, basati sull'induzione elettromagnetica, collegano due circuiti CA e possono aumentare o diminuire la tensione. Per trasportare l'elettricità in modo efficiente su lunghe distanze, i servizi pubblici aumentano la potenza del generatore per eguagliare la capacità delle linee di trasmissione ad alta tensione, che in genere vanno da 230 kV a 765 kV.
Sebbene l'alta tensione riduca al minimo le perdite di trasmissione, non è adatta per le applicazioni degli utenti finali. Le sottostazioni dotate di trasformatori step-down riducono la tensione per i clienti commerciali e industriali. A livello di quartiere, trasformatori aggiuntivi abbassano ulteriormente la tensione per uso residenziale. Negli Stati Uniti, il servizio residenziale viene comunemente fornito a 120 V, 208 V o 240 V.
Questi passaggi garantiscono una fornitura sicura e affidabile di elettricità generata dal nucleare dal reattore a casa tua.
