1. Fissione nucleare:
* Il processo: Le centrali nucleari utilizzano la fissione nucleare, dove il nucleo di un atomo pesante (come l'uranio) è diviso. Questa scissione rilascia un'enorme quantità di energia.
* Fissione di innesco: Il processo di fissione è iniziato bombardando l'atomo di uranio con neutroni. Quando un neutrone colpisce il nucleo dell'uranio, fa sì che il nucleo diventasse instabile e si dividesse in due nuclei figlia più piccoli, oltre a rilasciare più neutroni ed energia.
* Reazione a catena: I neutroni rilasciati possono quindi continuare a colpire altri atomi di uranio, causando una reazione a catena. Questa reazione a catena controllata è il nucleo di un reattore nucleare.
2. Generazione di calore:
* Trasferimento di calore: L'energia rilasciata durante la fissione riscalda l'acqua circostante (di solito in un reattore d'acqua pressurizzato). Questa acqua riscaldata è chiamata refrigerante primaria.
* Scambiatore di calore: Il refrigerante primario viene quindi pompato attraverso uno scambiatore di calore, dove trasferisce il suo calore a un ciclo d'acqua secondario. Questo ciclo d'acqua secondario non è radioattivo.
3. Produzione a vapore:
* Acqua bollente: Il calore del ciclo dell'acqua secondario trasforma l'acqua in una caldaia in vapore. Questo vapore è ad alta pressione.
4. Turbina e generatore:
* Energia meccanica: Il vapore ad alta pressione è diretto contro le lame della turbina, facendo girare le girare. Questo movimento rotante è energia meccanica.
* Energia elettrica: L'albero della turbina rotante è collegato a un generatore, che converte l'energia meccanica in elettricità.
5. Trasmissione elettrica:
* Grid di potenza: L'elettricità generata viene inviata alla rete elettrica per la distribuzione a case e aziende.
Punti importanti:
* Controllo: I reattori nucleari sono attentamente progettati per controllare la reazione a catena. Le aste di controllo vengono utilizzate per assorbire i neutroni in eccesso e impedire al reattore di diventare troppo calda.
* Sicurezza: Le centrali nucleari hanno più strati di sistemi di sicurezza per prevenire incidenti. Questi sistemi includono strutture di contenimento per prevenire il rilascio di materiale radioattivo in caso di incidente.
* Gestione dei rifiuti: La fissione nucleare produce rifiuti radioattivi che devono essere conservati e smaltiti in modo sicuro. Questa è una sfida complessa e in corso.
In sintesi, l'energia nucleare viene trasformata in energia utilizzabile attraverso un processo che prevede la fissione nucleare, il trasferimento di calore, la produzione di vapore, la rotazione delle turbine e la generazione elettrica.
