1. Fission: Quando un neutrone colpisce un atomo di uranio, fa sì che il nucleo dell'atomo si divida in due atomi più piccoli (prodotti di fissione). Questo processo di scissione rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di calore e radiazioni.
2. Reazione a catena: Il processo di fissione rilascia anche ulteriori neutroni, che possono quindi colpire altri atomi di uranio, causando ulteriore fissione. Questa reazione a catena continua, portando a un rilascio prolungato di energia.
3. Generazione di calore: L'energia rilasciata per fissione è principalmente sotto forma di calore. Questo calore viene assorbito dall'asta di carburante e dai componenti circostanti.
4. Trasferimento di calore: Il calore dalle aste di carburante viene quindi trasferito a un refrigerante, come l'acqua, che circola attraverso il reattore. Il refrigerante riscaldato viene quindi utilizzato per generare vapore, che spinge le turbine a produrre elettricità.
Fattori che contribuiscono alla generazione di calore:
* Arricchimento di uranio: Il combustibile di uranio utilizzato nei reattori nucleari è arricchito con una maggiore concentrazione di uranio-235 fissile rispetto all'uranio presente in natura. Questa maggiore concentrazione di materiale fissile porta a una reazione a catena più rapida e una maggiore generazione di calore.
* Flusso di neutroni: Il numero di neutroni disponibili per causare reazioni di fissione influisce anche sulla generazione di calore. Un flusso di neutroni più elevato porta a più eventi di fissione e più calore.
* Design dell'asta di carburante: Il design dell'asta di combustibile stessa influenza la generazione di calore. Fattori come le dimensioni e la forma dei pellet di carburante, il materiale del rivestimento e il numero di aste di carburante in un nucleo del reattore influenzano il trasferimento di calore e la produzione di calore complessiva.
Nota: Le nuove aste di carburante in genere subiscono un graduale aumento della temperatura man mano che la reazione a catena avanza. La temperatura è attentamente monitorata e controllata per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del reattore.
