Usi di calore da una reazione nucleare per produrre energia elettrica

L'energia nucleare è diventato un termine per la casa. L'energia elettrica prodotta nelle centrali nucleari serve allo stesso scopo come quella da impianti convenzionali, ma il processo è molto più complicato. Attraverso un processo atomico chiamato fissione, queste strutture sono in grado di sfruttare il calore per fornire potere senza i gas serra nocivi che sono noti con i combustibili fossili.

Fissione

Per una centrale nucleare per produrre calore per produrre energia, un processo chiamato fissione deve avvenire. Ciò si ottiene suddividendo gli atomi da un particolare pezzo di materia. Per fissione accadere, il materiale deve essere in grado di fissione. Poiché l'uranio 235 è il solo "fissile" sostanza naturale, questo è il materiale di scelta. L'uranio è disponibile in pellet, che sono poi fatte nei coni retinici e collocati nel reattore, dove avviene la fissione. Per creare la fissione, l'atomo di uranio è bombardato con piccole particelle atomiche conosciute come neutroni. Quando il centro dell'atomo--chiamata nucleo - assorbe uno dei neutroni, si divide in nuclei separati. I nuovi nuclei contengono neutroni pure, che poi bombardano gli altri atomi creati durante la fissione. Il risultato finale è una reazione a catena di scissione di atomi. Questo processo rilascia una massiccia quantità di energia termica.

Trasferimento di calore

Una volta fissione ha prodotto energia termica, deve essere sfruttata per l'utilizzo come energia elettrica. Per effettuare questa operazione, un liquido o un gas è distribuita attraverso il reattore dell'impianto. Il materiale riscaldato viene poi trasferito a vapore turbine che convertono il calore in energia elettrica. Il liquido o il gas utilizzato per trasferire il calore è anche utilizzabile come refrigerante. Il calore prodotto dal reattore viene prelevato utilizzando un liquido di raffreddamento, come l'acqua. Questo trasforma il calore in energia che è in grado di pilotare meccanicamente una turbina di grandi dimensioni. Come si muove la turbina, l'elettricità è prodotta.

Mantenendo il calore

Come con le centrali elettriche convenzionali, il combustibile deve essere sostituito. Dal momento che le centrali nucleari si basano sull'uranio come combustibile, le barre di uranio devono essere modificate per mantenere il processo di fissione producono calore. Tuttavia, a differenza dei suoi omologhi di combustibili fossili, centrali nucleari hanno solo sostituire le barre di uranio ogni uno o due anni.

Malfunzionamenti

Il calore da una reazione nucleare può essere efficiente per la produzione di energia elettrica, ma se il processo di fissione è incontrollato, presenta un rischio grave alle persone e all'ambiente. Moderni sistemi di sicurezza esistono per impedire un tale disastro. Se un reattore si surriscalda, barre di cadmio, afnio o boro sono inserite in esso. Questi materiali o accelerare, rallentare o arrestare la reazione a catena. Se questa operazione non riesce, il reattore può essere arrestato con un liquido che assorbe neutroni, come l'acqua.

Disastri

Anche se i moderni sistemi di sicurezza sono stati messi in atto, ci sono ancora tempi quando falliscono anche i sistemi più sicuri. L'esempio più recente è il disastro in Giappone, dove un terremoto danneggiò 10 reattori nucleari, costringendo le 51.000 persone di evacuare la zona. Nonostante gli evidenti rischi di energia nucleare, Giappone si basa ancora su di esso il 30 per cento della sua energia. Un altro famoso disastro nucleare era la pianta di Chernobyl nel 1986. Un report di Stanford University etichettato "il peggior incidente nella storia dell'energia nucleare, peggio di tutti gli altri messi insieme." C'erano circa 50 morti immediati così come 4.000 casi di cancro della tiroide. Tuttavia, questo incidente può essere attribuito a negligenza umana, perché Chernobyl non hanno contenitori protettivi, chiamati gusci di contenimento, che altrimenti avrebbero mantenuto la maggior parte della radioattività all'interno. È incidenti come questi che sono una naturale fonte di preoccupazione tra coloro che si oppongono all'energia nucleare. Tuttavia, crolli e perdite sono rare.


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