Centrale Nucleare

CENTRALENUCLEARE

CENTRALE NUCLARE

Introduzione

Una centrale nucleare è un impianto industriale in cui l’energia nucleare viene trasformata in energia termica ed elettrica. Una centrale elettrica si caratterizza per la presenza di uno o più reattori nucleari, impianti che consentono di riscaldare un fluido termovettore attraverso l’energia liberata dalle reazioni nucleari. Tutte le centrali nucleari operative sfruttano nei loro reattori le reazioni di fissione nucleare dell’uranio-235 contenuti nel combustibile composto principalmente dell’uranio-238 e del plutonio-239. I reattori a fissione caratterizzano le centrali nucleari principalmente in base al fluido termovettore e al moderatore che impiegano e alle temperature e pressioni a cui operano.

Titolo 1

1kg di uranio fornisce la stessa energia di:

• 60 tonnellate di gas naturale
• 80 tonnellate di petrolio
• 120 tonnellate di carbone

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Descrizione

Le centrali nucleari sono impianti industriali complessi e in generale di grandi dimensioni, caratterizzati dalla presenza di uno o più reattori nucleari. Ogni reattore è inserito all'interno di un'unità costituita da due sezioni principali:

• isola nucleare, riscalda il fluido termovettore attraverso l’energia liberata dalle reazioni nucleari
• isola convenzionale, riceve l’energia termica dal termovettore e la converte in energia elettrica

Sistema di alimentazione del vapore

Il sistema di alimentazione del vapore è un impianto idraulico che attraverso uno o più fluidi termovettori trasferisce l'energia termica del reattore alla turbina del generatore elettrico. Il vapore in uscita dalla turbina poi torna poi sotto forma di liquido nel sistema di alimentazione del vapore passando per il condensatore del sistema di raffreddamento.

Reattore Nucleare

Il reattore nucleare è l'impianto di maggiore rilevanza all'interno della centrale, qui infatti avvengono le reazioni a catena di fissione nucleare necessarie a riscaldare il fluido termovettore, che quindi rispetto al reattore assume la funzione di fluido refrigerante. Il nocciolo del reattore, detto anche nucleo, è costituito da:

• combustibile nucleare, composto principalmente di carburi e ossidi di uranio e plutonio
• moderatore, svolge la funzione di rallentare i neutroni veloci prodotti dalla fissione nucleare
• fluido refrigerante, ha lo scopo di rimuovere il calore generato dalle fissioni

Sistema di raffreddamento

Il vapore in uscita dalla turbina deve essere raffreddato per tornare allo stato liquido e quindi essere reimpiegato all'interno del ciclo di produzione dell'energia elettrica. Per svolgere questa funzione è utilizzato un condensatore, uno scambiamento di calore che utilizzando un fluido refrigerante consente al vapore di tornare allo stato liquido.

Produzione di energia

Vantaggi

• la quantità di energia che si può ricavare da un nucleo atomico è maggiore rispetto a quella che si ottiene da altre reazioni chimiche
• la produzione di energia nucleare non determina l’emissione di gas nocivi
• il costo di produzione dell’energia nucleare è il più basso di tutte le fonti di energia.

Le centrali nucleari producono energia elettrica sfruttando il calore generato dalle reazioni nucleari. Il processo si verifica nel nocciolo del reattore, dove avviene la fissione del combustibile nucleare in barre: gli atomi di uranio o plutonio, colpiti da un neutrone, si dividono. Intorno al nocciolo del reattore ci sono tubi dove scorre acqua che, riscaldata dal calore prodotto durante la fissione, viene trasformata in vapore ad alta temperatura. Il vapore è poi usato per far ruotare le turbine del generatore di corrente della centrale. Poiché i neutroni, l’uranio e i prodotti di fissione sono radioattivi e quindi potenzialmente dannosi per gli esseri viventi, il reattore è racchiuso in contenitori di acciaio e piombo per schermare le radiazioni e poi protetto in robuste strutture di cemento armato.

Svantaggi

• l’elevato livello di radioattività del processo produttivo
• i costi di installazione, manutenzione e smantellamento quando le centrali nucleari diventano troppo vecchie e costi di costruzione elevati

Sicurezza Nucleare

Le centrali nucleari a fissione, sebbene siano tra gli impianti più controllati, hanno dato luogo a incidenti di varia gravità. Procedure e tecniche costruttive si sono affinate nel tempo anche al fine di contenere i rischi tipici di funzionamento, tali rischi, però, non potranno mai essere completamente annullati. La IAEA (International Nuclear Event Scale) ha stabilito una scala di gravità, detta scala di ines, degli eventi possibili in una centrale nucleare o in altra installazione, che si articola in 8 livelli.

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Scala di Ines

INCIDENTE MOLTO GRAVE

INCIDENTE SERIO

INCIDENTE GRAVE SENZA RISCHIO ESTERNO

INCIDENTE GRAVE CON RISCHIO ESTERNO

GUASTO

GUASTO GRAVE

DEVIAZIONE

ANOMALIA

Disastro di Chernobyl

I disastro di Chernobyl fu un incidente nucleare avvenuto nella centrale nucleare di Chernobyl all'ora locale 1:23 del 26 aprile 1986 in seguito all'esplosione del reattore 4. È ritenuto il più grave incidente della storia dell’energia nucleare e l'unico, insieme a quello di Fukushima del 2011, a essere classificato al settimo livello, il massimo, della scala di catastroficità di INES.

Durante un test definito “di sicurezza” al reattore n.4 della centrale V.I. Lenin, situata in Ucraina Settentrionale, il personale si rese responsabile di alcune manovre azzardate e della violazione di diversi protocolli e norme di sicurezza, causando un repentino aumento della potenza del nocciolo del reattore. Furono errori banali, probabilmente frutto di una scarsa consapevolezza dei danni che avrebbero potuto provocare.

L'Accaduto

VIDEO RISSUNTIVO

FINE

ELISA VALLESI E VIOLA D'ANGELO

LIVELLO 2

Guasto

Evento che riguarda il malfunzionamento delle apparecchiature di sicurezza, ma che lasci copertura di sicurezza sufficiente per malfunzionamenti successivi

LIVELLO 5

Incidente grave con rischio esterno

Evento causante danni gravi all'installazione e/o rilascio di radionuclidi

LIVELLO 0

Deviazione

Evento senza rilevanza sulla sicurezza

LIVELLO 7

Incidente molto grave

Evento causante rilascio importante di radionuclidi, con estesi effetti sulla salute e sul territorio

LIVELLO 1

Anomalia

Evento che non coinvolge importanti malfunzionamenti nei sistemi di sicurezza, né rilascio di contaminazione, né sovraesposizione degli addetti

LIVELLO 4

Incidente grave senza rischio esterno

Evento causante danni gravi all'installazione

LIVELLO 6

Incidente serio

Evento causante un significativo rilascio di radionuclidi e che potrebbe richiedere l'impiego di contromisure

LIVELLO 3

Guasto grave

Un incidente sfiorato, in cui solo le difese più esterne sono rimaste operative