Le centrali nucleari utilizzano il processo di fissione nucleare per generare elettricità. La fissione è un processo in cui il nucleo di un atomo viene diviso in due o più nuclei più piccoli, liberando una grande quantità di energia.
Nelle centrali nucleari, il combustibile utilizzato per la fissione è l'uranio-235. L'uranio-235 è un raro isotopo dell'uranio che costituisce solo circa lo 0,7% dell'uranio naturale. Quando un neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio-235, il nucleo si divide in due nuclei più piccoli, tipicamente bario-141 e kripton-92. Questo processo rilascia anche due o tre neutroni, che possono poi dividere altri nuclei di uranio-235, creando una reazione a catena.
La reazione a catena è controllata da barre di controllo, costituite da materiali che assorbono i neutroni. Inserendo o ritirando le barre di controllo, è possibile controllare il numero di neutroni disponibili per dividere i nuclei di uranio-235, che a sua volta controlla la quantità di energia rilasciata.
2. Trasferimento di calore
L'energia rilasciata dalla fissione nucleare è sotto forma di calore. Questo calore viene trasferito all'acqua, che circola attraverso il nocciolo del reattore. L'acqua riscaldata si trasforma quindi in vapore, che viene utilizzato per azionare una turbina.
3. Generazione di elettricità
La turbina è collegata ad un generatore, che converte l'energia meccanica della turbina in energia elettrica. Questa energia elettrica viene quindi inviata alla rete elettrica, dove viene distribuita alle case e alle aziende.
4. Funzionalità di sicurezza
Le centrali nucleari hanno una serie di caratteristiche di sicurezza progettate per prevenire incidenti e mitigare gli effetti di eventuali incidenti che si verificano. Queste caratteristiche di sicurezza includono:
* Edifici di contenimento: Queste massicce strutture in cemento e acciaio circondano il nocciolo del reattore e sono progettate per contenere qualsiasi materiale radioattivo che potrebbe essere rilasciato in caso di incidente.
* Sistemi di raffreddamento del nucleo di emergenza: Questi sistemi sono progettati per fornire una fonte di riserva di acqua di raffreddamento al nocciolo del reattore nel caso in cui il normale sistema di raffreddamento si guasti.
* Aste di controllo: Queste barre sono realizzate con materiali che assorbono i neutroni e possono essere utilizzate per controllare il livello di potenza del reattore.
* Sistemi di monitoraggio delle radiazioni: Questi sistemi vengono utilizzati per monitorare i livelli di radiazione all'interno e all'esterno dell'impianto e per avvisare gli operatori dell'impianto di eventuali problemi.
5. Smaltimento dei rifiuti
Le centrali nucleari producono rifiuti radioattivi, che devono essere smaltiti in modo sicuro. I rifiuti radioattivi vengono generalmente immagazzinati in botti di cemento e sepolti in profondità nel sottosuolo.
6. Smantellamento
Al termine della loro vita operativa, le centrali nucleari devono essere smantellate. Lo smantellamento prevede la rimozione di tutti i materiali radioattivi dall'impianto e la successiva demolizione dell'impianto stesso.
