Possumus electricitatis vim per viam nuclearis generare. In statione nucleari, generatur vis electrica per reactionem nuclearem. Hic, elementa radioactiva graviora, ut Uranium (U235) vel Thorium (Th232), subiciuntur fissioni nucleari. Haec fissio fit in apparatu speciali, qui dicitur reactor.
In processu fissionis, nuclei atomorum radioactivorum graviorum rumpuntur in duas partes quasi aequales. Durante hoc rumpendo nuclei, quantitas magna energiae emittitur. Haec emissio energiae est propter defectum massae. Id est, massa totalis producti initialis minuitur durante fissionem. Haec amissio massae durante fissionem convertitur in calorem secundum celebrem aequationem a Albert Einstein stabilitam.
Principium fundamentale stationis nuclearis est idem ac stationis thermicae consuetudinariae. Unica differentia est, quod, vice caloris generati ex combustione carbonis, hic in statione nucleari, calores generati ex fissionis nucleari utuntur ad vaporis generationem ex aqua in caldario. Hic vapor utitur ad turbine vaporis motum.
Hic turbine est motor primarius alternatoris. Hic alternator generat energiam electricam. Licet, disponibilitas combustibilis nuclearis non sit multa, sed parva quantitas combustibilis nuclearis potest magnam quantitatem energiae electricae generare.
Haec est proprietas unica stationis nuclearis. Unum kilogramma urani aequivalens est 4500 metricis tonnis carbonis optimi gradus. Id est, fissionis completa unius kilogrammi urani potest tantum calorem producere, quantum potest produci ex complete combustione 4500 metricis tonnis carbonis optimi gradus.
Propterea, licet combustibile nucleare sit multo carius, tamen costus combustibilis nuclearis per unitatem energiae electricae minor est quam costus energiae generatae per alia combustibilia, sicut carbonis et diesel. Ad obviationem crisis combustibilis consuetudinarii in aetate praesenti, stationes nucleares possunt esse optima alternativa.
Ut diximus, consumptio combustibilis in hac statione est valde parva, et ideo, costus pro generatione unius unitatis energiae multo minor est quam alii methodi generationis energiae consuetudinariae. Quantitas combustibilis nuclearis necessaria est etiam parva.
Station nuclearis occupat spatium multo minus comparata ad alias stationes consuetudinarias eiusdem capacitatis.
Haec station non requirit aquam multam, ideo non est necessarium plantam construere iuxta fontes naturales aquae. Haec etiam non requirit quantitatem magnum combustibilis, ideo non est necessarium plantam construere iuxta minam carbonis aut locum ubi bonae facilitates transportis sunt disponibiles. Propter hoc, station nuclearis posset constitui valde iuxta centrum oneris.
Sunt deposita magna combustibilis nuclearis globaliter, ideo tales plantae possunt continuae supplymenti energiae electricae pro venientibus millibus annorum assecurare.
Combustibile non facile disponibile est et valde carum est.
Costus initiarius constructionis stationis nuclearis est valde altus.
Erectio et commissioning huius plantae multo complicatior et sophistica est quam aliae stationes consuetudinariae.
By-producta fissionis sunt radioactiva natura, et haec potest causare pollutionem radioactivam altam.
Costus maintenance est altior et manus opera necessaria ad stationem nuclearem dirigendam est multo maior, quia homines specialistice instructi sunt necessarii.
Fluctuationes subitae oneris non possunt efficaciter obviam iri a stationibus nuclearibus.
Cum by-producta reactionum nuclearium sint altissime radioactiva, est problema maximum pro dispositione horum by-productarum. Haec sola possunt disponi in profundum terrae vel in mari longe a litore maris.
Station nuclearis habet principia quattuor.
Reactor nuclearis
Exchanger caloris
Turbine vaporis
Alternator
Discussamus haec principia singula:
In reactor nucleari, Uranium 235 subicitur fissioni nucleari. Iste controlat reactionem catenam, quae incipit quando fissio fit. Rectionem catenam debet controlari, alioquin celeritas emissionis energiae erit rapida, et probabilitas explosionis alta erit. In fissioni nucleari, nuclei combustibilis nuclearis, sicut U235, bombardantur fluvio lento neutronum. Propter hoc bombardamentum, nuclei Uranii rumpuntur, quod causat emissionem caloris enormis, et durante rumpendo nuclei, numerus neutronum etiam emittebuntur.
Haec neutrona emittebuntur dicuntur fission neutrons. Haec fission neutrons causant fissionem ulterius. Fissio ulterior creabit plus fission neutrons, quae iterum accelerabunt celeritatem fissionis. Haec est processus cumulativus.
Si processus non controlatur, in brevi tempore celeritas fissionis tam alta erit, ut tantum caloris emittebunt, quod periculosam explosionem facere potest. Haec reactio cumulativa dicitur rectionem catenam. Haec rectionem catenam solus controlari potest removendo fission neutrons a reactor nucleari. Celeritas fissionis controlari potest mutando ratem removendi fission neutrons a reactoribus.
Reactor nuclearis est vas pressionis cylindricum. Virgae combustibilis factae sunt ex combustibili nucleari, scilicet Uranio, moderantes, quae generaliter factae sunt ex graphito, tegunt virgas combustibilis. Moderantes retardant neutronos ante collisionem cum nuclei Uranii. Virgae controlis factae sunt ex cadmio, quia cadmium est absorber fortis neutronorum.
Virgae controlis inseruntur in camera fissionis. Haec virgae cadmio possunt deprimi et elevari prout opus est. Quando haec virgae deprimuntur satis, plures fission neutrons absorbentur ab his virgis, ideo rectionem catenam cessat. Rursus, dum virgae controlis elevantur, disponibilitas fission neutrons fit maior, quae augmentat ratem rectionem catenam.
Igitur, clarum est, per adjustmentem positionis virgarum controlis, ratem rectionis nuclearis controlari potest, et consequenter generatio energiae electricae controlari potest prout demanda oneris. In usu actuali, deprimendo et elevando virgarum controlis controlatur per systema feedback automaticum prout opus est. Non controlatur manualiter. Calor emittitur durante rectionem nuclearem ad exchanger caloris per medium refrigerans consistens metallo sodii.
In exchanger caloris, calor vehiculatus per metallo sodii dissipatur in aqua, et aqua convertitur in vapor sub alto pressione hic. Post emittendum calorem in aqua, metallo sodii refrigerans redit ad reactor per pompam circulantem refrigerans.
In statione nucleari, turbine vaporis eadem functionem facit sicut in statione carbonis. Vapor movet turbine eodem modo. Post operam suam, vapor exhaustus venit in condensatore vaporis, ubi condensatur ut spatium praebeat vapori post se.
Alternator, coniunctus cum turbine, rotatur et generat energiam electricam, ad utilisationem. Exitus ab alternatore traditur ad bus-bars per transformator, circuit breakers, et isolators.
