1. Fissione nucleare:
* carburante: Il combustibile nucleare più comune è l'uranio-235.
* Reazione a catena: Gli atomi di uranio sono bombardati con neutroni, causando loro la divisione (fissione). Questo processo rilascia un'enorme quantità di energia e più neutroni, che causano ulteriori reazioni di fissione, creando una reazione a catena.
* Controllo: La reazione a catena è controllata inserendo e rimuovendo le aste di controllo realizzate con materiali che assorbono i neutroni come cadmio o boro.
2. Generazione di calore:
* Core del reattore: Il processo di fissione avviene in un nucleo del reattore, in cui il carburante è disposto in uno schema specifico.
* Trasferimento di calore: Il calore generato per fissione viene trasferito a un refrigerante (di solito acqua).
3. Produzione a vapore:
* Generatore di vapore: Il refrigerante caldo viene utilizzato per riscaldare l'acqua in un generatore di vapore, trasformandolo in vapore.
4. Funzionamento della turbina:
* Turbina: Il vapore ad alta pressione guida una turbina, che è una macchina rotante.
5. Azione del generatore:
* Generatore: La turbina è collegata a un generatore elettrico, che converte l'energia meccanica in elettricità.
Tipi di centrali nucleari:
* Reattori ad acqua pressurizzata (PWR): Il tipo più comune, in cui l'acqua viene mantenuta ad alta pressione per evitare l'ebollizione.
* Reattori in acqua bollente (BWR): L'acqua può bollire nel nucleo del reattore, creando direttamente il vapore.
* Reattori Candu: Utilizzare carburante naturale di uranio e acqua pesante come liquido di raffreddamento e moderatore.
* Reattori di neutroni veloci: Utilizzare un diverso tipo di processo di fissione, consentendo l'uso di plutonio e torio come carburante.
Vantaggi dell'energia nucleare:
* Emissioni di gas a basso contenuto di serra: Le centrali nucleari non emettono gas serra durante il funzionamento.
* alta densità di energia: Una piccola quantità di combustibile nucleare può produrre un'enorme quantità di energia.
* Potenza di base affidabile: Le centrali nucleari possono funzionare continuamente, fornendo una fonte affidabile di elettricità.
Svantaggi dell'energia nucleare:
* Scate nucleari: Le scorie nucleari sono radioattive e richiedono una conservazione a lungo termine.
* Preoccupazioni di sicurezza: Gli incidenti nelle centrali nucleari possono avere conseguenze catastrofiche.
* Rischio di proliferazione: La tecnologia per l'energia nucleare potrebbe essere utilizzata per lo sviluppo delle armi.
Conclusione:
L'energia nucleare offre una fonte di energia potente e a bassa carbonio. Tuttavia, è importante affrontare le sfide relative allo smaltimento dei rifiuti, alla sicurezza e alla proliferazione per garantirne lo sviluppo sostenibile e responsabile.
