1. Fissione nucleare:
* carburante: Le centrali nucleari in genere usano l'uranio come combustibile. Questo uranio è arricchito, il che significa che la concentrazione dell'isotopo fissile uranio-235 è aumentata.
* Reazione: L'uranio arricchito è bombardato da neutroni. Quando un neutrone colpisce un nucleo uranio-235, si divide l'atomo in due atomi più piccoli (prodotti di fissione) e rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di calore e più neutroni.
* Reazione a catena: I neutroni rilasciati possono quindi colpire altri atomi di uranio-235, innescando una reazione a catena. Questa reazione a catena sostenuta è ciò che genera il calore per la centrale elettrica.
2. Core di reattore:
* Asta di carburante: L'uranio arricchito è contenuto all'interno di aste di combustibile lunghe e sottili.
* Raste di controllo: Questi sono realizzati con materiali che assorbono i neutroni (come il boro o il cadmio) e vengono utilizzati per regolare la velocità della reazione a catena. L'inserimento di aste di controllo nelle core del reattore assorbe i neutroni, rallentando la reazione. Rimuoverli consente alla reazione di accelerare.
* Moderatore: L'acqua o la grafite viene utilizzata come moderatore per rallentare i neutroni rilasciati durante la fissione. I neutroni più lenti hanno maggiori probabilità di innescare la fissione.
* Refrigerante: L'acqua o altri fluidi vengono fatti circolare attraverso il nucleo del reattore per rimuovere il calore generato per fissione.
3. Generazione di energia:
* Scambiatore di calore: Il liquido di raffreddamento caldo dal nucleo del reattore viene trasferito a un ciclo d'acqua separato in uno scambiatore di calore.
* Turbina a vapore: Il calore dall'acqua lo bolle nel vapore, che guida una turbina a vapore.
* Generatore: La turbina gira un generatore, producendo elettricità.
tipi di reattori nucleari:
* Reattori ad acqua pressurizzata (PWRS): Il tipo più comune, i PWR usano l'acqua sia come liquido di raffreddamento che come moderatore. L'acqua viene mantenuta ad alta pressione per evitare che bolle.
* Reattori in acqua bollente (BWRS): I BWR usano l'acqua come refrigerante, ma è consentito bollire nel nucleo del reattore. Il vapore prodotto viene quindi utilizzato per guidare la turbina.
* Reattori Candu: Questi reattori usano l'uranio naturale come carburante e acqua pesante come moderatore e refrigerante.
Considerazioni chiave:
* Sicurezza: Le centrali nucleari sono progettate con più sistemi di sicurezza per prevenire incidenti e proteggere l'ambiente.
* Gestione dei rifiuti: Le centrali nucleari producono rifiuti radioattivi, che devono essere gestiti e conservati in modo sicuro per lunghi periodi.
* Proliferazione: La tecnologia utilizzata nelle centrali nucleari può anche essere utilizzata per produrre materiale di livello di armi. Questa è una delle principali preoccupazioni per la sicurezza internazionale.
Nel complesso, l'energia nucleare è una tecnologia complessa e controversa. Mentre offre una fonte di energia a basse emissioni di carbonio, solleva anche preoccupazioni per la sicurezza, la gestione dei rifiuti e il potenziale di proliferazione.
