Elektrizitatea sortu dezakegu nuklearraren bidez. nuklearra gunean, elektrizitatea sortzen da nuklearreko erreakzio bidez. Hemen, uranian (U235) edo torian (Th232) bezalako elementu aktiboak nuklearreko fisiora egiten dira. Fisio hau reaktore izeneko tresna berezi batean egiten da.
Fisio prozesuan, elementu aktiboen nukleiak bi zati berdinezin bihurtzen dira. Nukleiak hondarretan, energia handi bat askatzen da. Energia hau askeatzeko arrazoia masa-defektua da. Honek esan nahi du produktu hasierako masak fisioan gutxitzeko. Masa honen galera Albert Einstein-en ekuazio famatuaren arabera kalor energetikora bihurtzen da.
Nuklearra gune baten oinarri printzipioa era tradizionala duten termiko gune baten berdina da. Ezberdintasuna soilik hainbat karbonen erditik sortutako kalorearen ordez, hemen nuklearreko fisioaren ondorioz sortutako kalorea erabiltzen da urari boileran borrokatzeko. Borrok hau daramatigile batera erabiltzen da.
Daramatigile hau alternatorren mugimendu nagusia da. Alternator horrek elektrizitate-energia sortzen du. Baina, nuklearra gurutzatzailearen eskuragarritasuna ez dela asko, gutxiagoko kantitate batek elektrizitate-energiaren kantitate handi bat sortu dezake.
Hona hemen nuklearra gune baten ezaugarri bakarra. Uraniokilogramo bat 4500 tonelada metriko karbon mota altuena da. Honek esan nahi du uraniokilogramo bat osoteko fisioa karbon 4500 tonelada metrikoaren osoteko kalorera berdina dela.
Horregatik, nuklearra gurutzatzailea kosteagoa izan arren, elektrizitate-energiaren unitate bakoitzeko nuklearra gurutzatzailearen kostea beste gurutzatzaile batzuekin (karbon eta gasoil) sortutako energiaren kostetik txikiagoa da. Era horretan, uneko aldean konbentzionala gurutzatzailearen krisi gainean, nuklearra guneak aukera gehien osoa izan ditzake.
Esan bezala, gune honek gurutzatzaile gutxi behar ditu eta, horregatik, energia unitate bakoitzeko sortze-kosta askoz txikiagoa da bestelako metodo konbentzionalen artean. Nuklearra gurutzatzailearen kantitatea ere gutxiago da.
Nuklearra guneak espazio gutxiago hartzen du beste gune konbentzial baten baino kapasitate berdinekin.
Gune hau ur asko beharrezkoa ez da, beraz, gunea ur naturaleko iturrietatik hurbil jarri beharrik ez dago. Gurutzatzaile handi bat beharrezkoa ez denez, gunea karbon-meinaren ondoan edo transportu onen lekuan jarri beharrik ez dago. Horrela, nuklearra gunea kokatu daiteke zerga-zentroaren ondoan.
Nuklearra gurutzatzailearen depósito handiak daude munduan, beraz, gune hauek elektrizitate-energiaren aurrekontsumoa inprimatzen ahal dituzte etengabe hainbat mila urteetarako.
Gurutzatzailea ez da erraza lortzea eta oso kosteagoa da.
Nuklearra gune bat eraikitzeko kostu hasiera oso handia da.
Eraikuntza eta komisionamendua beste gune konbentzionalen artean oso konplexu eta sofistikatua da.
Fisioaren produktu sekundarioak radioaktiboak dira eta erradiazio altuko kontsultazioa egin dezake.
Mantenimendu-kosta altuagoa da eta nuklearra gune bat funtzionatzeko beharrezko langile kopurua oso handia da, espertzat ikasketak dituzten jendea beharrezkoa baita.
Karga aldaketak ezin dira efizienteki kudeatu nuklearra guneen bidez.
Nuklearreko erreakzioen produktu sekundarioak oso radioaktiboak direnez, produktu horien desagertzea oso arduratsu problema da. Produktu horiek barnean sakonki edo itsasoko kosta urrun jarri behar dira.
Nuklearra guneak lau osagai nagusi ditu.
Nuklearra reaktore
Kalorerako trukegilea
Borroka daramatigilea
Alternator
Hona hemen osagai horiek bat-batean:
Nuklearra reaktorean, U235 urania fisioa egiten da. Fisioa egiten den bitartean hasitzen den erreakzio-katea kontrolatzen du. Erreakzio-katea kontrolatu behar da, bestela energia askeatzeko tasa oso azkarra izango da, eksplosio oso handi bat izateko arriskua dago. Fisioan, U235 urania bezalako gurutzatzailearen nukleiak neutronen hedapide baten bidez bombardeatzen dira. Bombardeoa horrek urania nukleiak hondarretan utzi, eta kalor-energia handi bat askeatzen da. Hondarretan, neurri anitz askeatzen dira.
Askeatutako neutron hauei fisio-neutron deritze. Fisio-neutron horiek fisio gehiago eragiten dute. Fisio gehiago fisio-neutron gehiago askeatzen ditu, fisioaren abiadura berreskuratzen du. Prozesu hau kumulatiboa da.
Prozesua kontrolatu ez badugu, denbora labur batzuan fisioaren tasa oso handia izango da, energia handi bat askeatzen du, eksplosio oso peligrosu bat izateko arriskua dago. Erreakzio-kate hau erreakzio-katea deitzen da. Erreakzio-kate hau nuklearra reaktoretik fisio-neutronak kenduz kontrolatu daiteke. Fisioaren abiadura fisio-neutronak reaktoretik kenduz aldatu daiteke.
Nuklearra reaktorea silindro itxia da. Barra gurutzatzaileak urania bezalako gurutzatzailearekin egindakoa dira. Moderatzaileak, adibidez, grafiteko moderatzaileak, barra gurutzatzaileak estaltzen ditu. Moderatzaileek neutronak urania nukleiarekin kolizioa egin aurretik estaltzen dituzte. Kontrol-barra batzuk kadmiokoak dira, kadmiok neutronen absorbertzaile ona baita.
Kontrol-barra batzuk fisio-gunean sartzen dira. Barra horiek behera joatean, fisio-neutron gehienak barra horiek onartzen dituzte, beraz, erreakzio-katea gelditzen da. Berriro, kontrol-barra gorantz atera arte, fisio-neutronen eskuragarritasuna gehitu egiten da, erreakzio-katearen tasa handitzen da.
Beraz, kontrol-barraen posizioa aldatuz, nuklearreko erreakzioaren tasa kontrolatu daiteke eta ondorioz, elektrizitate-energiaren sortzea karga-eskaeren arabera kontrolatu daiteke. Praktikan, kontrol-barraen murriztzea eta ateratzeko sistema feedback automatikoren bidez kontrolatzen da. Ez da eskuz kontrolatzen. Nuklearreko erreakzioan askeatutako kalorea kalorerako trukegilea sodium metalaren bidez eraman daiteke.
Kalorerako trukegilean, sodium metalaren bidez eraman den kaloria uraren bidez disipatzen da eta ura presio handiko borrokara bihurtzen da hemen. Kaloria uran askeatzean, sodium metalaren kaloria zerbitzariak reactorra berriz eraman dezake.
Nuklearra gunean, borroka daramatigileak karbon gunearen antzera daramatigilea da. Borroka daramatigilea modu berean daramatigiletik pasatzen da. Lan egin ondoren, borroka exhaustatua borroka kondensatzailean sartzen da non borroka atzeratik datorkizun espazioa ematen dio.
