1. Fissione nucleare
* Il nucleo: I reattori nucleari utilizzano un nucleo contenente aste di combustibile, generalmente realizzato in uranio.
* Assorbimento di neutroni: Gli atomi di uranio sono instabili. Quando un neutrone colpisce il nucleo di un atomo di uranio, provoca la divisione dell'atomo, un processo chiamato fissione.
* Rilascio di energia: Questa scissione rilascia un'enorme quantità di energia, principalmente sotto forma di:
* Energia cinetica dei prodotti di fissione: I frammenti risultanti dall'atomo di uranio volano a pezzi a velocità incredibilmente alte.
* raggi gamma: I fotoni ad alta energia vengono emessi.
* Neutroni: Vengono rilasciati ulteriori neutroni, che possono causare ulteriori reazioni di fissione (reazione a catena).
2. Trasferimento di calore
* Refrigerante: Il nucleo è circondato da un refrigerante, in genere acqua o un gas come l'anidride carbonica.
* Assorbimento di energia: Il refrigerante assorbe l'energia cinetica e il calore dai prodotti di fissione e dai raggi gamma.
* Circolazione: Il refrigerante riscaldato viene diffuso attraverso un sistema di tubi.
3. Generazione a vapore
* Scambiatore di calore: Il liquido di raffreddamento caldo passa attraverso uno scambiatore di calore, trasferendo il calore in acqua in un ciclo separato.
* Produzione a vapore: Il calore del refrigerante trasforma l'acqua in vapore.
4. Generazione di energia
* Turbine: Il vapore ad alta pressione guida le turbine, che ruotano i generatori per produrre elettricità.
Concetti chiave
* Reazione a catena: I neutroni rilasciati durante la fissione possono causare ulteriori eventi di fissione, creando una reazione a catena prolungata. Questa reazione a catena controllata è essenziale per generare energia.
* Raste di controllo: Le aste di controllo realizzate con materiali che assorbono i neutroni come cadmio o boro sono inserite nel nucleo del reattore per regolare la velocità di fissione e controllare la potenza.
* Moderatori: Alcuni reattori usano un moderatore, come la grafite o l'acqua pesante, per rallentare i neutroni rilasciati durante la fissione, rendendoli più propensi a causare ulteriori eventi di fissione.
Note importanti:
* I reattori nucleari sono altamente complessi e richiedono rigide norme di sicurezza.
* Il processo di fissione nucleare genera rifiuti radioattivi che devono essere gestiti con cura.
* L'energia nucleare ha sia benefici (fonte di energia affidabile, basse emissioni di gas serra) e svantaggi (rifiuti radioattivi, potenziale per incidenti).
