Le centrali nucleari generano elettricità principalmente attraverso un processo chiamato fissione nucleare, in cui i nuclei degli atomi vengono divisi per rilasciare una quantità significativa di energia. Ecco una spiegazione semplificata di come funziona una centrale nucleare:
1. Reattore nucleare:il nucleo della centrale nucleare ospita il reattore nucleare, dove avviene la reazione di fissione. Le barre di combustibile di uranio, che contengono atomi di uranio fissile, sono disposte in una struttura reticolare all'interno del reattore.
2. Reazione di fissione:i neutroni vengono sparati nel combustibile di uranio, causando la divisione di alcuni atomi di uranio in atomi più piccoli, rilasciando una grande quantità di energia termica e più neutroni in una reazione a catena.
3. Trasferimento di calore:il calore prodotto nel nocciolo del reattore viene trasferito all'acqua, che funge da refrigerante. L'acqua riscaldata, chiamata refrigerante primario, scorre attraverso i tubi che circondano le barre di combustibile.
4. Generazione di vapore:il refrigerante primario fluisce verso uno scambiatore di calore, dove trasferisce il suo calore a un circuito secondario d'acqua. Quest'acqua si trasforma in vapore ad alta pressione mentre passa attraverso lo scambiatore di calore.
5. Attivazione della turbina:il vapore ad alta pressione proveniente dallo scambiatore di calore viene diretto verso le pale della turbina, facendole girare rapidamente. Quando il vapore si espande attraverso la turbina, la sua energia cinetica viene convertita in energia meccanica.
6. Generazione di elettricità:la turbina rotante è collegata a un generatore, che converte l'energia meccanica proveniente dalla turbina in energia elettrica attraverso l'induzione elettromagnetica. Il generatore produce elettricità in corrente alternata (AC), che viene poi distribuita alla rete elettrica.
Turbine geotermiche:
Anche le turbine geotermiche generano elettricità ma utilizzano l'energia termica presente sotto la superficie terrestre. Ecco una panoramica di come funzionano le turbine geotermiche:
1. Serbatoio geotermico:nel profondo della Terra esistono serbatoi di acqua calda o vapore, spesso vicino ad aree vulcaniche o ai confini delle placche tettoniche. Questi serbatoi naturali fungono da fonte di calore per le turbine geotermiche.
2. Fluido geotermico:vengono perforati pozzi in profondità nella Terra per accedere all'acqua calda o al vapore dal serbatoio geotermico. Questo fluido viene estratto e portato in superficie attraverso tubazioni coibentate.
3. Separazione del fluido:Se il fluido geotermico è una miscela di acqua e vapore, viene inviato ad un separatore dove i due componenti vengono separati. Il vapore viene quindi convogliato alla turbina, mentre l'acqua viene reimmessa nel serbatoio.
4. Attivazione della turbina:il vapore ad alta pressione proveniente dal separatore viene diretto verso le pale della turbina, facendole girare rapidamente. L'energia cinetica del vapore viene convertita in energia meccanica mentre si espande attraverso la turbina.
5. Generazione di elettricità:la turbina rotante è collegata a un generatore, simile alle centrali nucleari. L'energia meccanica proveniente dalla turbina viene convertita in energia elettrica attraverso l'induzione elettromagnetica all'interno del generatore. L'energia elettrica generata viene poi immessa nella rete elettrica per la distribuzione.
In sintesi, le centrali nucleari utilizzano il processo di fissione nucleare per generare calore e produrre vapore, che aziona una turbina collegata a un generatore per produrre elettricità. Le turbine geotermiche sfruttano il calore naturale proveniente dall'interno della Terra per creare vapore, che viene poi utilizzato per far girare una turbina e generare elettricità. Entrambe le tecnologie generano energia elettrica attraverso la conversione dell'energia termica in energia meccanica e successivamente in energia elettrica.
