1. Fissione nucleare:
* carburante: Il nucleo di un reattore nucleare contiene aste di combustibile fatte di uranio arricchito (di solito uranio-235).
* Neutroni: Un neutrone colpisce un atomo di uranio-235, causando la divisione (fissione).
* Rilascio di energia: Questa fissione rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di:
* Energia cinetica: I prodotti di fissione (atomi più piccoli) volano a pezzi ad alta velocità.
* calore: L'energia cinetica viene convertita in calore mentre questi prodotti si scontrano con gli atomi circostanti.
* raggi gamma: I fotoni ad alta energia vengono emessi.
2. Moderatore e canne di controllo:
* Moderatore: Un materiale come l'acqua o la grafite rallenta i neutroni rilasciati per fissione. Ciò è importante perché i neutroni a moviera lenta hanno maggiori probabilità di causare ulteriori reazioni di fissione.
* Raste di controllo: Le aste di controllo realizzate con materiali che assorbono i neutroni (come il boro o il cadmio) sono inserite nel nucleo per regolare il tasso di reazioni di fissione.
3. Trasferimento di calore:
* Refrigerante: Un refrigerante (di solito acqua) circola attraverso il nucleo del reattore, assorbendo il calore generato dalla fissione.
* Scambiatore di calore: Il liquido di raffreddamento caldo passa quindi attraverso uno scambiatore di calore, trasferendo il suo calore in un ciclo d'acqua separato (il ciclo secondario).
4. Generazione del vapore:
* Loop secondario: Il calore dal ciclo primario trasforma l'acqua nel ciclo secondario in vapore.
* Turbina: Il vapore ad alta pressione guida una turbina.
5. Generazione di elettricità:
* Generatore: La turbina gira un generatore, producendo elettricità.
In sintesi:
Le centrali nucleari utilizzano l'energia rilasciata dalla fissione nucleare per generare calore. Questo calore viene quindi utilizzato per creare vapore, che guida una turbina per produrre elettricità. Il processo è altamente controllato per garantire la sicurezza e prevenire reazioni incontrollate.
