Programma  d’ esame   TECNOLOGIA  

CENTRALI   NUCLEARI

Con centrale elettronucleare (o più raramente centrale nucleotermoelettrica e più comunemente centrale nucleare o atomica), si intende generalmente una centrale elettrica che, attraverso l'uso di uno o più reattori nucleari, sfrutta il calore prodotto da una reazione di fissione nucleare a catena autoalimentata e controllata per generare vapore (o gas come l'anidride carbonica) a temperatura e pressione elevate col fine di alimentare turbine connesse ad alternatori e producendo quindi elettricità.

Centrale nucleare a fissione
Funzionamento



Schema di funzionamento di una centrale nucleare a fissione di tipo PWR. Il calore sviluppato dalla reazione di fissione all'interno del reattore viene trasferito tramite un fluido refrigerante a un flusso di acqua che genera vapore saturo. Il vapore alimenta una turbina che tramite un generatore produce la corrente che alimenterà la rete elettrica.

In una centrale nucleare a fissione refrigerata ad acqua leggera, come ogni centrale elettrica basata su un ciclo al vapore, avviene una reazione che libera calore utilizzato per la vaporizzazione dell'acqua e quindi la generazione di lavoro meccanico. Il principio fisico alla base della generazione del calore in una centrale nucleare a fissione è la fissione nucleare, ovvero la scissione del nucleo di atomi pesanti quali uranio e plutonio.
Storicamente si citano tre incidenti particolarmente gravi: quello di Three Mile Island, di Chernobyl e di Fukushima, con rilascio di consistenti radiazioni e materiali radioattivi nella centrale e nell'ambiente (oltre a numerosi decessi, escluso a Three Mile Island, avvenuti tra i tecnici e gli operatori di soccorso, a breve tempo dall'incidente, conseguenza dell'irraggiamento diretto subito).
Anche se con modalità diverse, in tutti e tre i casi si è arrivati alla fusione parziale del nocciolo del reattore.



Centrale nucleare a fusione

Le centrali a fusione nucleare si basano su un principio differente: anziché scindere atomi pesanti mediante bombardamento con neutroni come avviene nella fissione, la fusione implica invece l'unione di due atomi leggeri, generalmente trizio e deuterio, ottenendo dal processo una enorme quantità di energia termica, un nuovo nucleo più grande (quale l'elio) e nucleoni. È lo stesso processo che ha luogo nel Sole e nelle bombe termonucleari (o bombe all'idrogeno, infatti deuterio e trizio sono isotopi dell'idrogeno). Questo tipo di reattori è da anni allo studio di diversi gruppi di scienziati e tecnici, ma apparentemente ancora senza risultati apprezzabili in quanto, pur essendo riusciti ad avviare la reazione di fusione, a oggi non si è in grado di mantenerla stabile per tempi significativi. Attualmente si attende la realizzazione del progetto ITER, un impianto che vorrebbe dimostrare la possibilità di ottenere un bilancio energetico positivo (ma senza produzione di energia elettrica). Un altro progetto è DEMO che prevede la realizzazione di una vera e propria centrale a fusione nucleare. Le stime attuali non prevedono l'utilizzo effettivo di energia da fusione nucleare prima del 2050.




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