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svDa quando è stato realizzato il primo reattore nucleare nel 1942 il settore ha subito molti cambiamenti arrivando a produrre altre 4 generazioni di centrali nucleari.
Ogni generazione di reattori ha rappresentato un importante passo in avanti, non solo in termini di di efficienza, ma anche di sicurezza e sostenibilità.
Come funziona un reattore nucleare
Un reattore nucleare è un sistema complesso, ma in questo articolo possiamo semplificarlo in tre elementi chiave:
- il combustibile
- il moderatore
- il refrigerante
Il combustibile è solitamente costituito da barre di uranio arricchito. Queste vengono sottoposte al processo di fissione nucleare, ovvero viene rotto il nucleo di un atomo pesante, appunto l’uranio, in due nuclei più leggeri, rilasciando energia sotto forma di calore, radiazioni e neutroni liberi. Questi ultimi scontrandosi con altri atomi innescano una reazione a catena che continua a produrre energia.
Questa reazione scalda quindi il liquido refrigerante, che viene poi portato in una turbina che trasforma il calore dell’acqua in energia elettrica.
In tutto ciò, il moderatore rallenta i neutroni prodotti dalla fissione nucleare, controllando quindi la reazione a catena ed evitando che sia esplosiva.
Generazione 1: le prime centrali nucleari
La prima generazione di centrali nucleari mise le radici negli anni ’50 e ’60. Questi reattori utilizzavano l’uranio arricchito come combustibile – che è rimasto il principale utilizzato anche in seguito – e della normale acqua come refrigerante e moderatore.
Come oggi sappiamo, queste centrali avevano gravi problemi di sicurezza, come dimostrato dall’incidente di Three Mile Island nel 1979 e soprattutto dalla catastrofe di Chernobil nel 1986.
Cosa è successo a Chernobil?
L’incidente di Chernobil è stato il più grave disastro nucleare della storia. La centrale nucleare ucraina è esplosa il 26 aprile 1986, causando la morte diretta di 31 persone e una stima di decessi indiretti attorno a 4000, oltre a danni ambientali irreparabili.
Il reattore coinvolto era un modello RBMK, che come molti di prima generazione, non aveva il contenimento primario di sicurezza.
Importante: Il contenimento primario di sicurezza è un elemento chiave di sicurezza nelle centrali nucleari. Esso rappresenta una barriera di protezione fisica che ha lo scopo di contenere il combustibile nucleare e il materiale radioattivo in caso di incidente all’interno del reattore.
L’assenza di questo elemento di sicurezza fondamentale ha permesso al reattore di esplodere e rilasciare radiazioni nell’ambiente. Dopo questo disastro il settore nucleare ha iniziato a concentrarsi seriamente sulla sicurezza oltre che sul miglioramento della tecnologia.
Generazione 2: le centrali nucleari moderne
La seconda generazione di centrali nucleari è stata sviluppata negli anni ’70 e ’80. Parole chiave efficienza e sicurezza.
Oltre all’introduzione di un contenimento primario di sicurezza, questi reattori sono infinitamente più sicuri delle centrali della prima generazione perchè sono progettati per garantire una maggiore stabilità termica e meccanica grazie all’uso di acqua pressurizzata, riducendo il rischio di incidenti e guasti.
Inoltre, grazie all’uso di sistemi di controllo elettronico avanzati e di tecnologie di monitoraggio remoto, questi reattori offrono una maggiore affidabilità e sicurezza operativa.
Generazioni 3 e 3+: le centrali nucleari avanzate
La terza generazione di centrali nucleari è stata sviluppata negli anni ’90, e se la tecnologia su cui si basano è essenzialmente la stessa di quelli di seconda generazione – anche se sono più efficienti – cambiano sensibilmente dal punto di vista progettuale.
Qui infatti gli incidenti gravi sono considerati dall’inizio. Grazie a questa filosofia orientata alla sicurezza sono state implementate numerose salvaguardie ingegneristiche che rendono questi tipi di impianto capaci di evitare contaminazioni esterne anche nei casi più gravi.
Importante: I reattori nucleari di nuova generazione sono infatti progettati con contenimenti primari di sicurezza in grado di resistere a diverse tipologie di eventi accidentali, come incendi, esplosioni e terremoti.
Generazione 4: le centrali nucleari innovative
La quarta generazione di centrali nucleari è attualmente in fase di sviluppo e include una serie di tecnologie innovative, come i mini reattori – capaci di essere trasportati con dei camion e collegati in serie.
Questi reattori offrono diversi potenziali vantaggi, tra cui un’efficienza energetica maggiore e una maggiore sicurezza, ma richiederanno ancora diversi anni prima di essere sviluppati, prodotti e messi a regime.
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