L'energia nucleare viene sfruttata attraverso un processo chiamato fissione nucleare , che prevede la scissione di atomi per rilasciare energia. Questa energia, sotto forma di calore, viene quindi utilizzata per generare elettricità. Ecco una rottura semplificata:
1. Fissione nucleare:
* carburante: L'uranio è il combustibile più comune utilizzato nelle centrali nucleari. Viene estratto, arricchito e poi formato in aste di carburante.
* Processo di fissione: Quando un neutrone colpisce il nucleo di un atomo di uranio, fa dividere l'atomo, rilasciando un'enorme quantità di energia sotto forma di calore e più neutroni.
* Reazione a catena: Questi neutroni rilasciati possono innescare ulteriori reazioni di fissione, creando una reazione a catena che sostiene il rilascio di energia.
2. Generazione di calore:
* Core del reattore: Le aste di carburante sono posizionate all'interno di un nucleo del reattore, in cui si verifica il processo di fissione.
* Sistema di raffreddamento: Un refrigerante, di solito acqua, circola attraverso il nucleo del reattore, assorbendo il calore generato dalla fissione.
3. Generazione del vapore:
* Scambiatore di calore: Il liquido di raffreddamento caldo viene passato attraverso uno scambiatore di calore, trasferendo il suo calore in un altro ciclo d'acqua.
* Produzione a vapore: L'acqua nel secondo ciclo si trasforma in vapore ad alta pressione.
4. Rotazione della turbina:
* Turbina a vapore: Il vapore è diretto sulle lame di una turbina, causando la ruota.
* Energia meccanica: La rotazione della turbina converte l'energia del vapore in energia meccanica.
5. Funzionamento del generatore:
* Generatore: L'albero della turbina rotante è collegato a un generatore, un dispositivo che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica.
* Produzione di elettricità: Il generatore produce elettricità di corrente alternata (AC).
6. Distribuzione di potenza:
* Transformers: L'elettricità generata viene intensificata in tensione dai trasformatori per ridurre al minimo le perdite di trasmissione.
* Grid di potenza: L'elettricità viene quindi inviata alla rete elettrica, dove viene distribuita a case e aziende.
Componenti chiave:
* Reattore nucleare: Il cuore della centrale nucleare in cui si verifica la fissione.
* Generatore di vapore: Trasferisce il calore dal refrigerante del reattore all'acqua, producendo vapore.
* Turbina: Converte l'energia del vapore in energia meccanica.
* Generatore: Converte l'energia meccanica in energia elettrica.
Sicurezza e gestione dei rifiuti:
* Struttura di contenimento: Il nucleo del reattore è ospitato all'interno di una forte struttura di contenimento per prevenire il rilascio di materiali radioattivi in caso di incidente.
* Gestione dei rifiuti: Le scorie nucleari, comprese le aste di combustibile esaurite, sono accuratamente immagazzinate e gestite per prevenire la contaminazione ambientale.
Impatto ambientale:
* Emissioni di gas a basso contenuto di serra: Le centrali nucleari producono pochissimi gas serra durante il funzionamento.
* Smaltimento dei rifiuti: Lo smaltimento sicuro delle scorie nucleari rimane una sfida.
L'energia nucleare offre una potenziale soluzione ai nostri bisogni energetici, ma comporta complessità e sfide. Comprendere l'intero processo dalla fissione alla generazione di elettricità è fondamentale per valutare i suoi benefici e rischi.
