Nucleare

La transizione energetica è il passaggio da un sistema di produzione di energia basato sui combustibili fossili a un modello più sostenibile, riducendo le emissioni di gas climalteranti collegate. 
Il nucleare è una fonte di energia cosiddetta low carbon, in quanto le emissioni di gas climalteranti legate alla produzione di energia sono estremamente ridotte rispetto alle emissioni legate alla produzione di energia a partire da combustibili fossili. Secondo la IEA, la produzione di energia da fonte nucleare ha evitato l’emissione di più di 60 gigatonnellate anidride carbonica negli ultimi 50 anni, producendo grandi quantità di energia a basse emissioni. 

La centrale nucleare a fissione

In una classica centrale termoelettrica il combustibile (gas, carbone, ecc...) viene bruciato per scaldare un fluido o per produrre fumi caldi; il vettore riscaldato viene convogliato in un impianto che trasforma il calore in elettricità.  
Nelle centrali nucleari al posto della combustione si utilizza il fenomeno della fissione nucleare: si tratta di una reazione a catena in cui dei neutroni vengono “sparati” all’interno del nucleo. Qui i neutroni colpiscono gli atomi del ‘combustibile’ nucleare che, dividendosi, rilasciano energia termica. Quest’energia riscalda un fluido termovettore, o liquido refrigerante, che viene utilizzato per produrre energia come negli impianti tradizionali. 

I componenti principali

Una centrale nucleare è composta da più unità, che oltre ad avere una funzione specifica nella centrale hanno diversi livelli di standard di sicurezza, a seconda del rischio radioattivo. Il nucleo è la parte più interna della centrale, all’interno del quale avviene la reazione di fissione.

I principali componenti di una centrale sono:

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• COMBUSTIBILE NUCLEARE
  Si tratta del materiale fissile, che attraverso una reazione di fissione produce energia elettrica. Il materiale impiegato più comunemente è l’uranio, ma esistono altri isotopi utilizzati nelle centrali. Il combustibile nucleare viene stoccato in barre immerse nel liquido termovettore.
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• BARRE di CONTROLLO
  Il loro compito è di rallentare la reazione all’interno del nucleo. Servono per regolare l'energia che viene prodotta, attraverso l'abbassamento e l'innalzamento. 
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• MODERATORE
  Si tratta di un elemento in grado di facilitare la reazione a catena, e insieme alle barre di controllo regola l’energia prodotta. Solitamente si utilizza acqua, acqua pesante o grafite. 
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• LIQUIDO REFRIGERANTE
  È il liquido che trasporta l’energia termica prodotta dal nucleo alle turbine, dove viene generata l’energia elettrica. Il più comune è l’acqua, che in questo caso agisce anche da moderatore, ma in alcune centrali possono essere utilizzati anche sali liquidi o metalli liquidi. 
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• NUCLEO
  Si tratta del componente all’interno del quale avviene la reazione nucleare, contiene tutti i componenti sopracitati ed è considerato il primo “strato” di contenimento del materiale nucleare. 
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• CONTENITORE in PRESSIONE
  Involucro all’interno del quale si trova il nucleo, si tratta del secondo “strato” di confinamento. 
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• EDIFICIO di CONTENIMENTO
  Costituito da un guscio di cemento armato dello spessore di diversi metri, è il terzo “strato” di contenimento e al suo interno risiede il contenitore in pressione. La sua funzione è di contenere tutte le parti della centrale che possono rappresentare un rischio di rilascio radioattivo e di proteggere le stesse da eventuali danni esterni, come intrusioni o calamità. 
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• CENTRALE TERMOELETTRICA
  Parte centrale in cui avviene la conversione dell’energia termica prodotta dal reattore, è molto simile ad un impianto tradizionale, i cui componenti principali sono una turbina, un alternatore e uno scambiatore di calore. 

Infine, la sicurezza e il rispetto delle sue norme è un aspetto molto importante per le centrali nucleari. Le centrali moderne hanno delle misure di sicurezza attive e passive: le ultime, in particolare, si attivano autonomamente in caso di emergenza e non richiedono un intervento esterno, assicurando la messa in sicurezza dell’impianto in caso di malfunzionamenti. 

Le quattro generazioni dell’energia nucleare 

Il settore dell’energia nucleare ha affrontato numerosi cambiamenti a partire dalla realizzazione del primo reattore a fissione nucleare nel 1942 ad oggi. La I generazione di centrali nucleari è stata realizzata a partire dalla fine degli anni ’50; nel corso del tempo la tecnologia si è evoluta sia in termini di efficienza ma anche a livello di sicurezza e di sostenibilità sino ad arrivare ai moderni progetti di reattori di IV generazione. 
La IV generazione di reattori nucleari mira a raggiungere una maggiore flessibilità e scalabilità degli impianti così da renderli adatti anche ad esigenze diverse e complementari alla produzione di elettricità. 

PROSPETTO | Le generazioni del nucleare