Come funziona una centrale nucleare? E’ davvero sicura?

Una centrale nucleare produce energia elettrica sfruttando il calore generato da reazioni nucleari. Questo processo avviene in un dispositivo chiamato reattore nucleare.

Il Funzionamento di un Reattore Nucleare

Nel nocciolo del reattore, gli atomi (generalmente di uranio o plutonio) vengono colpiti da un neutrone e si dividono, un processo noto come fissione. Questa fissione rilascia una grande quantità di energia termica.

L’energia termica riscalda l’acqua contenuta in una caldaia, trasformandola in vapore. Il vapore prodotto fornisce l’energia cinetica necessaria per azionare una turbina. L’energia meccanica della turbina viene poi trasformata in energia elettrica da un alternatore.

Tipi di Reattori Nucleari

I reattori nucleari possono essere classificati in diversi modi, tra cui il tipo di reazione nucleare, il materiale moderatore utilizzato, il refrigerante utilizzato, la generazione del reattore, la fase del combustibile, il tipo di combustibile e l’uso. Ecco una panoramica dei principali tipi di reattori nucleari:

• Reattori a fissione: Questi reattori sfruttano la fissione nucleare, un processo in cui un nucleo atomico pesante si divide in due o più parti più piccole, rilasciando una grande quantità di energia.
• Reattori a fusione: Questi reattori sfruttano la fusione nucleare, un processo in cui due nuclei atomici leggeri si combinano per formare un nucleo più pesante, rilasciando energia. I reattori a fusione sono ancora una tecnologia altamente sperimentale nelle prime fasi di sviluppo.
• Reattori ibridi a fissione-fusione: Questi reattori combinano i processi di fissione e fusione per produrre energia.

Il Reattore CANDU

Il reattore nucleare CANDU (acronimo di CANadian Deuterium Uranium) è un tipo di reattore nucleare ad acqua pesante pressurizzata sviluppato da AECL (Atomic Energy of Canada Limited) negli anni sessanta e settanta. Il reattore CANDU utilizza come principale combustibile nucleare l’ossido di uranio naturale (UO2), ma può sfruttare anche il diossido di torio e il diossido di plutonio e miscele di ossidi di uranio ed isotopi di plutonio di varia composizione, note come MOX.

L’Importanza dell’Acqua Pesante

L’acqua pesante, o ossido di deuterio (D2O), è una forma di acqua in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti dal deuterio, un isotopo dell’idrogeno che contiene un protone e un neutrone. Questa sostituzione rende l’acqua pesante più densa rispetto all’acqua normale.

L’acqua pesante è molto importante nel contesto dei reattori nucleari per due motivi principali:

• Moderatore di neutroni: L’acqua pesante viene utilizzata come moderatore nei reattori nucleari. I neutroni prodotti dalla fissione nucleare sono rallentati dall’acqua pesante, permettendo loro di interagire in modo più efficiente con i nuclei degli atomi di combustibile nucleare, come l’uranio, e generare ulteriori reazioni di fissione.
• Uso di uranio naturale: I reattori nucleari che utilizzano acqua pesante, come i reattori CANDU, possono utilizzare uranio naturale come combustibile, piuttosto che uranio arricchito. Questo è vantaggioso perché l’uranio naturale è più abbondante e meno costoso da produrre rispetto all’uranio arricchito.

Sicurezza in un Impianto Nucleare CANDU

La sicurezza in un impianto nucleare CANDU viene gestita attraverso una serie di misure e regolamenti. Secondo la legge sull’energia nucleare, l’esercente di un impianto nucleare è responsabile della sicurezza di quest’ultimo. È necessario istituire un’autorità di sicurezza nazionale indipendente incaricata di supervisionare le attività degli operatori dell’energia nucleare.

Conclusione

I reattori nucleari svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di energia elettrica in molte parti del mondo. Nonostante le sfide e i rischi associati all’energia nucleare, i progressi nella tecnologia dei reattori e nelle pratiche di sicurezza continuano a rendere l’energia nucleare una fonte di energia vitale e preziosa. Con una comprensione approfondita di come funzionano i reattori nucleari, possiamo continuare a migliorare la sicurezza e l’efficienza di questi impianti di potenza.