Come funziona un reattore nucleare

Ci sono diversi tipi di reattori nucleari, ma tutti hanno alcune caratteristiche comuni. Tutti hanno una fornitura di pellet di combustibile radioattivo – di solito ossido di uranio, che sono disposti in tubi per formare barre di combustibile nel nucleo del reattore.

Il reattore ha anche le già menzionate barre di controllo – fatte di materiale che assorbe i neutroni come cadmio, afnio o boro – che sono inserite nel nucleo per controllare o fermare la reazione.

Un reattore ha anche un moderatore, una sostanza che rallenta i neutroni e aiuta a controllare il processo di fissione. La maggior parte dei reattori negli Stati Uniti usano acqua ordinaria, ma i reattori in altri paesi a volte usano grafite, o acqua pesante, in cui l’idrogeno è stato sostituito con deuterio, un isotopo dell’idrogeno con un protone e un neutrone. Un’altra parte importante del sistema è un refrigerante – di nuovo, di solito acqua ordinaria – che assorbe e trasmette il calore dal reattore per creare vapore per far girare le turbine e raffredda il nucleo del reattore in modo da non raggiungere la temperatura alla quale l’uranio si fonde (circa 6.900 gradi Fahrenheit, o 3.815 gradi Celsius). (Spiegheremo perché una fusione è una cosa molto brutta più avanti in questo articolo.)

Infine, un reattore è racchiuso in un contenimento, una struttura grande e pesante, tipicamente spessa diversi metri e fatta di acciaio e cemento, che mantiene i gas e i liquidi radioattivi all’interno, dove non possono ferire nessuno.

Ci sono diversi tipi di reattori in uso, ma negli Stati Uniti, circa due terzi dei reattori sono ad acqua pressurizzata (PWR). In un reattore ad acqua pressurizzata, l’acqua viene pompata a contatto con il nucleo e poi tenuta sotto pressione, in modo che non possa trasformarsi in vapore. L’acqua pressurizzata viene poi messa in contatto con una seconda riserva di acqua non pressurizzata, che è quella che si trasforma in vapore per far girare le turbine. Il restante terzo dei reattori negli Stati Uniti sono reattori ad acqua bollente (BWR). Con i BWR, l’acqua che entra direttamente in contatto con il nocciolo del reattore viene trasformata in vapore per generare elettricità.

Nella prossima sezione, vedremo i potenziali rischi dei reattori nucleari e come valutarli.