Nuklea centralo (aŭ atomkerna centralo) estas industria instalaĵo en kiu oni uzas la energion produktitan en la atomkerna fisio por produkti elektron.
La centralo normale konsistas en unu nuklea reaktoro plus la aldonaj instalaĵoj, kiuj ĝenerale estas similaj al la ceteraj termikaj centraloj.
Nukleaj centraloj estas kritikataj pro la fakto, ke ili postlasas atoman rubaĵon, kiun necesas gardi en sekuraj kondiĉoj dum jarcentoj aŭ eĉ pli longe. Aldone, ili estas kritikataj pro la risko, ke okazu akcidento en ili, kiu povas rezulti en grandega katastrofo, kiel la katastrofo de Ĉernobilo.
En kutima lingvaĵo, oni ofte nomas la nukleajn centralojn simple "atomcentralo". Sed tio estas principe erara, ĉar ja ankaŭ la ĥemiaj procezoj okazas en la atomoj, kaj pli precize en ties kernoj (la nukleoj).
Bazaj konceptoj
La procezo baziĝas sur la fama reakcio, kiu ligas la mason kaj la energion: E = m c2. Tio estas, en la nuklea reakcio, dum la fisio de la fisiebla materialo, oni perdas parton de la maso kiu konvertiĝas en energion. Tiu termika energio estas transigata al alia materialo, kiu, post konvenciaj procezoj en turbinoj, generas la elektron.
La fisiebla krudmaterialo estas ĝenerale uranio, kvankam ankaŭ eblas uzo de plutonio kaj torio. La uranio de la naturo ne estas facile fisiebla, tial estas necese, ke la neŭtronoj kaŭzantaj la fision estu malrapidigataj; tiu procezo nomiĝas moderigado. Tipaj moderigantoj estas akvo kaj grafito. La normala (malpeza) akvo estas bona moderiganto, sed ĝi ne permesas la daŭrigeblan fision de la natura uranio. Tial, la reaktoroj uzantaj akvon bezonas ke la uranio estu riĉigata en sia izotopo uranio-235. Se la akvo konsistas el atomoj kun la izotopo de la hidrogeno deŭterio (peza akvo), tiu riĉigado ne estas necesa.
Alia faktoro kiu povas varii estas la materialo, kiu portas la varmon el la kerno de la reaktoro al la parto produktanta energion.
Tipoj de centraloj
2- Malvarmiga turo. 3- Nuklea reaktoro. 4- Reguligaj stangoj. 5- Premilo. 6- Vaporkaldrono. 7- Nuklea brulaĵo. 8- Turbino. 9- Generatoro. 10-Transformatoro. 11-Kondensilo. 12-Vaporo. 13- Likvo. 14- Ena aero.
15- Fora humida aero. 16- Riverego (aŭ maro).
17- Malvarmiga akvocirkulado. 18- Primara cirkulado. 19- Sekundara cirkulado. 20- Akvovaporo.
21- Likvopumpilo.
Laŭ tiuj faktoroj, oni povas klasifiki la nukleajn centralojn laŭ jenaj tipoj:
- Centraloj de malpeza akvo (LWR, laŭ la angla siglo pri Light-water reaktor): la moderigilo kaj la malvarmigilo estas pura normala akvo. Depende ĉu tiu akvo bolas aŭ ne, oni faras diferencon inter:
- Bolakvaj centraloj (BWR, angla siglo pri Boiling water reaktor): la akvo bolas kaj la vaporo forportas la varmon
- Premakvaj centraloj (PWR, angla siglo pri Pressurized water reaktor): la akvo estas premata tiel ke ĝi ne bolas, kaj la likva akvo portas la varmon.
- Centraloj de grafito: la moderigilo estas la grafito (karbono pura). La malvarmigilo povas esti akvo aŭ gaso, depende de la tipo de centralo.
- Centraloj de peza akvo (HWR, angla siglo pri Heavy water reaktor).
Aliaj, ĉefe eksperimentaj centraloj estas:
- Centraloj de rapidaj supergeneraj reaktoroj: ne ekzistas moderigilo, kaj oni uzas rapidajn neŭtronojn; tio postulas tre riĉigitan uranion.
- Fuziocentralo: tio estas nur koncepto, en kiu oni uzus la fuzion de malpezaj elementoj (hidrogeno aŭ heliumo) por produkti energion.