Centrali nucleari

Di seguito una piccola sintesi trovata in internet sul atomo e il funzionamento di una centrale nucleare:

L’ATOMO

Gli atomi sono composti da un nucleo, costituito da neutroni e protoni, che costituisce la massa, circondato da una nuvola di elettroni che girano intorno. Neutroni e protoni sono tenuti insieme, vincendo la repulsione elettrica tra le cariche positive, mentre gli elettroni rimangono legati all’atomo a causa dell’interazione elettromagnetica.

Ogni atomo è caratterizzato da un diverso numero di protoni (essendo l’atomo neutro, questo ha tanti protoni quanti elettroni). Ogni atomo ha un nome che lo caratterizza ed un simbolo, introdotti quando non si conosceva la struttura atomica e si distinguevano le diverse specie di atomi sulla base delle loro proprietà chimiche e fisiche, ma utilizzati ancora oggi per comodità. Alcuni di questi sono: Idrogeno (H), Ossigeno (O), Carbonio (C), Oro (Au) e così via. Il simbolo atomico è spesso affiancato da due numeri, il numero atomico Z (numero di cariche elettriche negative ed utilizzato per la classificazione di Mendeleev) ed il numero di massa A (numero di neutroni e protoni).

Ogni specie atomica ha un valore Z diverso dagli altri; questo non vale per il numero di massa. Infatti il numero di neutroni all’interno del nucleo non è lo stesso per tutti gli atomi di una specie; le diverse sottospecie legate al diverso valore del numero di neutroni sono detti isotopi. Gli isotopi possono essere stabili o decadere, con tempi più o meno lunghi, in nuovi atomi fino ad arrivare ad una configurazione stabile ("decadimento radioattivo dei nuclei atomici").

Gli atomi con un eccesso di elettroni rispetto ai protoni sono detti ioni negativi, quelli con un eccesso di protoni rispetto agli elettroni, ioni positivi.

Alcuni elementi di una Centrale Nucleare

Neutroni Sono piccolissime particelle per mezzo delle quali avverrà la fissione nucleare.

Uranio 235 E' il materiale fissile che, durante il processo, viene "bombardato" dai neutroni che lo spezzano in due nuclei piu' leggeri: Cripton e Bario.

 

Barre di controllo

Hanno la funzione di controllare la reazione a catena, di rallentarla o interromperla. Quando vengono inserite

impediscono ai neutroni di andare a bombardare altri nuclei di Uranio 235; inserendone solo alcune, il processo

viene rallentato, mentre inserendole tutte, viene arrestato.

Energia nucleare E' l'energia sprigionata dalla fissione.

Cemento Alcuni metri di cemento rendono impossibile la fuga delle radiazioni.

Acqua E' contenuta all'interno del recipiente di cemento ed è a contatto con il nocciolo.

Vapore E' derivato dall'innalzamento della temperatura dell'acqua circostante al nocciolo

Turbina Ha la funzione di convertire l'energia cinetica in energia meccanica. E' costituita da un'asse sul quale sono

fissate delle pale che, ricevendo la spinta del vapore, mettono in rotazione l'asse stesso.

Condensatore Condensa, in acqua, il vapore surriscaldato già sfruttato, e lo rimanda al recipiente in cemento per

poi ripetere l'operazione.

Asse di rotazione E' un dispositivo che collega l'asse della turbina all' alternatore trasmettendogli il movimento

rotatorio.

Alternatore E' una macchina rotante che ha la funzione di trasformare l'energia meccanica della turbina in energia

elettrica.

Rete bassa tensione Collega l'alternatore col trasformatore, permettendo il passaggio dell'elettricità con un basso

voltaggio.

Trasformatore E' una macchina elettrica statica che ha lo scopo di trasformare la bassa tensione in alta tensione.

Linea alta tensione Linea elettrica che serve a trasportare l'energia a lunghe distanze: fino ad altri trasformatori

(riduttori) che riporteranno l'energia a bassa tensione che sarà quindi distribuita agli utenti

 

Il nocciolo si trova all'interno di un contenitore (chiamato Vessel).
Il Vessel è un contenitore in pressione in cui circola l'acqua di raffreddamento del circuito primario.

l Vessel è di solito d'acciaio, e fa sia da contenitore che da schermo biologico per le radiazioni emesse dal nocciolo in funzione. In generale scherma abbastanza da permettere agli operatori, ina caso di guasti, di poter entrare nell'edificio di contenimento per operare.

quando bisogna estrarre il combustibile, il reattore viene fermato e la parte superiore,emisfera, viene aperta. L'acqua che resta tra il nocciolo e l'aria basta a chermare le radiazioni a sufficienza per permettere le operazioni di ricambio. Ai suoi lati sono praticati dei fori per attaccare le turbine che portano l acqua di raffreddamento, oltre che per permettere di collegare le barre di controllo e gli strumenti di misura.

Vicino al contenitore del reattore si trovano in un Pwr i generatori di vapore,il pressurizzatore, e le pompe del primario.

L'acqua del circuito primario, a circa 300°-330°, viene mantenuta in pressione da un pressurizzatore, e scambia calore con l'acqua del circuito secondario in uno (o più) generatori di vapore. I circuiti, oviamente, sono costruiti in modo da non mettere mai a contatto diretto l'acqua di due circuiti diversi. Questo perchè l'acqua del primario, che passa nel nocciolo, è lievemente radioattiva.
L'acqua del secondario, a pressione inferiore,evapora, ed esce dall'edificio del reattore.

I generatori di vapore sono oggetti molto complessi, Sono lunghi oltre 20 metri, comprendono svariati metri di tubi.
Il tutto è contenuto in un edificio di contenimento progettato con specifiche particolari.

Per ora questo è tutto. Magari la prossima volta continuo la seconda parte del documento.