Condividi su:

Una centrale nucleare è un impianto complesso e costoso, ma il principio su cui si basa è, in teoria, piuttosto semplice. Eppure resta una domanda che molti si pongono: se una centrale produce elettricità, perché ne ha bisogno a sua volta?

Il principio di funzionamento

Ogni centrale nucleare sfrutta la fissione, cioè la scissione dei nuclei di uranio in elementi più leggeri. Nel processo viene rilasciata energia sotto forma di calore.

Come spiega Norman Kleiman, professore associato alla Mailman School of Public Health della Columbia University, che studia gli effetti delle radiazioni ionizzanti su persone e animali, quel calore serve a far bollire l’acqua. Il vapore prodotto aziona una turbina, e la turbina genera elettricità.

Il tipo di reattore più diffuso è quello ad acqua pressurizzata, adottato dalla centrale di Zaporizhzhia, in Ucraina, e dalla maggior parte degli impianti statunitensi. Qui il funzionamento è descritto dalla Nuclear Regulatory Commission. L’acqua che circola nel reattore si scalda a contatto con le barre di combustibile e cede calore a un secondo circuito d’acqua, senza mescolarsi con esso. È questa seconda acqua, trasformata in vapore, a far girare le turbine. Esiste poi un’altra configurazione, il reattore ad acqua bollente, in cui il vapore si forma direttamente nel nocciolo.

Il problema del calore

“Si produce moltissimo calore”, sottolinea Kleiman.

Se questo calore non viene asportato in modo continuo, i materiali dell’impianto possono arrivare a fondere: le barre di combustibile, le guaine metalliche che le contengono e altri componenti strutturali. Serve quindi un sistema di raffreddamento sempre efficiente.

E qui si arriva alla risposta alla domanda iniziale: raffreddare richiede energia. Pompe, valvole, sensori, sistemi di controllo e di sicurezza funzionano tutti a corrente elettrica.

“Le centrali nucleari attuali hanno sempre bisogno di elettricità per far circolare il liquido di raffreddamento nell’impianto”, afferma Jessica Lovering, direttrice esecutiva del Good Energy Collective, organizzazione che sostiene il nucleare, fonte priva di emissioni di carbonio, nella prospettiva della lotta al cambiamento climatico.

Servono pompe che spingano l’acqua attraverso il nocciolo per mantenerlo a temperature di sicurezza ed evitare incidenti. Quando i reattori sono spenti il fabbisogno di raffreddamento diminuisce sensibilmente, ma non scompare.

Il caso di Zaporizhzhia

La centrale di Zaporizhzhia dispone di sei reattori. L’Agenzia internazionale per l’energia atomica (AIEA) li ha descritti come in “arresto a freddo”, precisando però che hanno ancora bisogno di alimentazione elettrica per garantire le funzioni di sicurezza essenziali.

Secondo l’AIEA, in quella fase l’energia necessaria arrivava dalle linee elettriche di riserva. In alternativa avrebbero potuto intervenire i generatori diesel di emergenza.

“In generale, il raffreddamento è il nodo cruciale”, osserva Lovering. “La maggior parte degli incidenti nucleari nel mondo è stata causata, in una forma o nell’altra, dalla perdita di refrigerante. Fukushima, in Giappone, ne è un tragico esempio.”

E se l’elettricità viene a mancare?

Cheryl Rofer, scienziata nucleare con oltre trent’anni di esperienza al Los Alamos National Laboratory, che ha scritto della situazione ucraina per Newsweek, ritiene che lo stato dell’impianto sia “stabile”. A suo giudizio, la presenza in loco di ispettori dell’AIEA aiuta a ottenere un quadro più preciso di ciò che accade.

Oltre ai reattori spenti, però, c’è un altro aspetto da considerare: il combustibile esaurito. Anche le piscine in cui viene conservato richiedono acqua in costante circolazione, quindi serve elettricità anche quando i reattori sono fermi. Lo conferma Rofer.

In sintesi

Una centrale nucleare è un sistema delicato, in cui produzione di energia e sicurezza dipendono da un equilibrio continuo. Se manca una fonte affidabile di elettricità, il raffreddamento può compromettersi e le conseguenze possono diventare molto serie. Per questo gli impianti sono dotati di più linee di alimentazione esterne e di generatori di emergenza: garantire la corrente alla centrale è parte integrante della sicurezza nucleare.

Condividi su: