LE CENTRALI ELETTRONUCLEARI
LA CENTRALE ELETTRONUCLEARE Una centrale elettronucleare è un impianto che usa elementi radioattivi per la produzione di energia elettrica, analogamente alle centrali termoelettriche, ma il calore per vaporizzare l’acqua viene prodotto attraverso la fissione nucleare. I componenti principali sono: NOCCIOLO – Qui avviene la fissione e il materiale radioattivo sprigiona sotto forma di energia termica tutta la sua energia chimica (nucleare). REATTORE – All’interno del reattore c’è uno scambiatore di calore nel quale circola acqua, che passa allo stato di vapore ad alta temperatura e pressione, dotato di una grande energia cinetica. TURBINA – Il vapore in pressione giunge alle pale di una turbina, mettendola in movimento: l’energia cinetica viene trasformata in energia meccanica. ALTERNATORE – La turbina trasmette il suo movimento all’alternatore, che trasforma l’energia meccanica trasmessa in energia elettrica. TRASFORMATORE – L’energia elettrica prodotta dall’alternatore è trasmessa al trasformatore, che ne innalza la tensione prima di immetterla nella rete di distribuzione. CONDENSATORE – Il vapore che esce dalla turbina è riportato allo stato liquido nel condensatore, in modo da essere reintrodotto nella caldaia per iniziare nuovamente il ciclo.
TRASFORMAZIONI DI ENERGIA ENERGIA CHIMICA (NUCLEARE)
•All’interno del nocciolo l’energia nucleare dell’uranio (combustibile) diventa energia termica.
ENERGIA TERMICA
•L’energia termica trasforma l’acqua in vapore, che si muove ad alta velocità, quindi con grande energia cinetica
ENERGIA CINETICA
•L’energia cinetica del vapore fa muovere le pale della turbina, che, a loro volta, mettono in funzione l’alternatore
ENERGIA MECCANICA
•L’energia meccanica prodotta dalle turbine viene trasformata in energia elettrica dall’alternatore.
ENERGIA ELETTRICA
NOCCIOLO E REATTORE Il nocciolo è il nucleo (in inglese core) della centrale, nel quale avviene la fissione. Contiene centinaia di barre di combustibile (barre di acciaio contenenti elementi radioattivi) alternate a barre moderatrici (berillio o grafite), che assorbono i neutroni eccedenti rallentando la reazione, e barre di controllo (boro o cadmio), che possono scorrere verticalmente, comandate dall’esterno, per regolare la potenza della centrale o interrompere la reazione. Le barre sono immerse in un liquido refrigerato (in genere acqua) che assorbe il calore in eccesso. All’interno del nocciolo l’energia nucleare viene trasformata in energia termica. Il reattore è la struttura di isolamento del nocciolo, per non lasciar fuoriuscire sostanze radioattive. All’interno del reattore viene fatta passare una tubatura nella quale circola acqua che, riscaldata dal calore sviluppato dalla fissione, passa allo stato di vapore, ad alta temperatura e pressione. Il vapore è quindi dotato di una grande energia cinetica.
IL DIBATTITO SULLE CENTRALI Da tempo la produzione di energia nucleare è oggetto di accesi dibattiti. Dopo il disastro del 1986 a Chernobyl, in Ucraina, la corsa al nucleare fu notevolmente rallentata. In Italia il referendum del 1987 sancì l’abbandono del ricorso al nucleare e la chiusura delle centrali allora operative. Nel 2011, con l’intento di ridurre le emissioni di gas serra e le costose importazioni di combustibili fossili, venne indetto un nuovo referendum sulla scelta di intraprendere o meno un nuovo programma nucleare basato sulle nuove tecnologie delle centrali elettronucleari, ottenendo ancora esito negativo. Altri paesi, al contrario, hanno proseguito lo sviluppo del proprio programma nucleare, nonostante dopo il recente incidente avvenuto in Giappone nel marzo del 2011, a causa del maremoto abbattutosi su Fukushima, molte nazioni stiano rivedendo la propria posizione in merito, Attualmente i Paesi con il maggior numero di centrali elettronucleari sono gli Stati Uniti, il Giappone e la Francia, dalla quale importiamo ingenti quantità di energia elettrica, paradossalmente prodotta da centrali nucleari.
IL PROBLEMA DELLE SCORIE