S.T.A.L.K.E.R. merita di essere giocato semplicemente perchè tutti, almeno una volta nella vita, ci siamo sentiti come uno stalker in mezzo alla Zona...
Se è acqua, a temperatura e pressione elevate si trasforma in vapore e, in virtù della propria energia, diventa capace di muovere delle turbine; il moto delle turbine è connesso a un alternatore che origina corrente elettrica, la quale viene infine messa ad alimentare una rete elettrica.
Cominciamo a fissare un primo concetto: una centrale "nucleare" differisce dalle centrali "geotermiche" (a gas o a olio combustibile) quasi esclusivamente per il generatore di calore che, in questo caso, si basa sul processo di fissione nucleare piuttosto che su altre reazioni chimico-fisiche. L'energia nucleare da fissione viene prodotta facendo scontrare un neutrone con un nucleo di atomo di uranio: in seguito allo scontro, vengono rilasciate enormi quantità di energia ed emessi nuovi neutroni che urteranno a loro volta altri nuclei di uranio, provocando nuove fissioni in un numero via via crescente e dando così luogo ad una "reazione a catena".
Se una reazione a catena per fissione di questo tipo non viene controllata, si hanno gli stessi effetti prodotti da una bomba atomica; se invece la reazione a catena per fissione viene controllata usando i cosiddetti "reattori nucleari" la si può sfruttare per produrre energia.
Il reattore nucleare è il cuore pulsante di una centrale nucleare e, nel processo di fissione, genera energia nucleare: la reazione a catena per fissione avviene nel cosiddetto nocciolo, zona situata nella parte centrale del reattore stesso e nella quale si sviluppa e si mantiene la razione a catena al fine di produrre energia con continuità.
Il nocciolo contiene di solito uranio, che rappresenta il materiale "combustibile", le cui reazioni sono generalmente favorite da un moderatore e generalmente rallentate/fermate da apposite barre di controllo.
Il moderatore si rende necessario perchè è prevalentemente soggetto a fissione solo uno degli isotopi rari che compongono l'uranio naturale, l'isotopo uranio-235, presente nell'uranio naturale solo per lo 0,7% circa (il resto è prevalentemente uranio-238, un altro isotopo dell'uranio ma molto meno attivo rispetto al 235).
Nella figura qui sopra sono illustrati schematicamente la struttura e il funzionamento di un generico reattore nucleare a fissione.
Il "nucleo combustibile" rappresenta il nocciolo, che contiene la sorgente di energia su cui urteranno i neutroni: è un materiale fissile normalmente rappresentato da un "mix" di uranio-235 e di uranio-238 il quale, producendo a sua volta neutroni, emette energia sotto forma di calore; questo calore è asportato da un "fluido diatermico" che funge da refrigerante, ad esempio acqua, e lo trasporta fino ad un "utilizzatore"; questo, nella maggior parte dei casi, è un gruppo turbo-alternatore per la produzione di energia elettrica; il "moderatore", solitamente grafite o acqua leggera, rallenta ("modera") la velocità dei neutroni in modo da ottimizzare il bombardamento dell'uranio; le "barre di controllo" sono barre metalliche (in genere leghe di argento, cadmio e indio oppure carburi di boro) atte ad assorbire neutroni, ovviamente senza emetterne a loro volta: possono essere inserite nel nocciolo e servono per tenere sotto controllo, ed eventualmente arrestare, la reazione a catena di fissione. Per poter sostenere la reazione a catena occorre quindi o aumentare la concentrazione del più attivo uranio-235 (processo noto come "arricchimento dell'uranio") oppure creare le condizioni per cui il processo di fissione avvenga ugualmente con la massima frequenza: per le sue proprietà nucleari, la frequenza delle fissioni dell'uranio-235 aumenta enormemente se l'energia dei neutroni incidenti (energia termica) è la minima possibile.
Ecco allora che si concretizza e si chiarisce l'importante ruolo del moderatore: esso è una sostanza che rallenta i neutroni emessi nelle fissioni, in modo che la loro energia sia la minima possibile compatibilmente col loro ruolo di "bombardieri"!
I moderatori attualmente disponibili, e che è possibile impiegare come tali, sono in pratica idrogeno (acqua), deuterio (acqua pesante) e carbonio (grafite).
I reattori con moderatore a grafite, come quelli presenti nella centrale di Chernobyl, sono relativamente facili ed economici da realizzarsi: per produrre grafite purissima bastano infatti procedimenti poco costosi.
Inoltre si può usare uranio naturale, o comunque poco arricchito, poichè il moderatore carbonio non ha il potere di assorbire neutroni. Attorno al nocciolo è situato un sistema di tubi contenenti acqua, che viene riscaldata dal calore emesso dalle reazioni a catena: l'acqua rappresenta quindi un sistema di estrazione del calore dal nocciolo, cioè il "sistema refrigerante". Il calore estratto trasforma l'acqua in vapore; esso fa ruotare delle turbine che, se collegate ad un alternatore, producono energia elettrica. Poichè i neutroni, l'uranio e i prodotti (gli ultimi ma anche gli intermedi) della fissione sono radioattivi e, quindi, estremamente pericolosi, il reattore nucleare è di norma racchiuso in contenitori di acciaio e piombo, a loro volta situati in robusti edifici di cemento armato. Questioni di sicurezza...
i reattori nucleari
Quella di Chernobyl era una "centrale termoelettronucleare".
Già il termine la dice lunga: termo-elettro-nuclare ha a evidentemente che fare con l'energia termica, l'energia elettrica e l'energia nucleare! Le centrali termoelettronucleari sfruttano infatti l'energia nucleare (-"nucleare") per fornire energia elettrica (-"elettro") attraverso la produzione di energia termica ("termo"-), cioè calore: il calore scaturisce direttamente da reazioni nucleari di fissione ed è successivamente scambiato con una sostanza refrigerante, per lo più acqua, che acquisisce così energia termica.
