L'Uranio nell'Energia Nucleare

Caratteristiche e Utilizzo dell'Uranio nell'Energia Nucleare

L'uranio è un elemento chimico radioattivo, con numero atomico 92, estratto da minerali come l'uraninite. Esso contiene principalmente due isotopi: l'uranio-238 (238U), che costituisce circa il 99,3% dell'uranio naturale e non è direttamente fissile, e l'uranio-235 (235U), che rappresenta circa lo 0,7% ed è fissile, ovvero può sostenere una reazione a catena di fissione nucleare. Per essere utilizzato come combustibile nelle centrali nucleari, l'uranio deve subire un processo di arricchimento che aumenta la concentrazione di 235U fino a circa il 3-5%. Per applicazioni militari, come la produzione di armi nucleari, l'arricchimento deve superare il 90%. La fissione nucleare si verifica quando un neutrone colpisce un nucleo di 235U, causandone la divisione in due nuclei più piccoli e la liberazione di una significativa quantità di energia termica, oltre a ulteriori neutroni che possono innescare altre fissioni. Questo processo può avvenire in modo controllato all'interno di un reattore nucleare per produrre energia elettrica o in modo incontrollato in un'arma nucleare.

Principi di Funzionamento di una Centrale Nucleare

Una centrale nucleare è un impianto che converte l'energia termica prodotta dalla fissione nucleare in energia elettrica. Il suo funzionamento si basa su tre circuiti principali: il circuito primario, in cui l'acqua viene riscaldata dalla reazione nucleare e si trasforma in vapore radioattivo; il circuito secondario, che sfrutta il calore del vapore primario per generare vapore non radioattivo che aziona le turbine; e il circuito di raffreddamento, che utilizza acqua di un fiume, lago o mare per condensare il vapore esausto delle turbine. La reazione nucleare è regolata da barre di controllo, che assorbono i neutroni in eccesso e permettono di mantenere la reazione a catena a un ritmo costante e sicuro.