Come funziona una centrale nucleare: dalla fissione all’elettricità, guida aggiornata all’8 novembre 2026

Informazioni verificate l’8 novembre 2026 alle 14:20, ora italiana (CET, UTC+01:00).

Una centrale nucleare produce elettricità sfruttando il calore liberato dalla fissione di nuclei atomici, generalmente di uranio. Il calore permette di ottenere vapore, che mette in movimento una turbina collegata a un generatore: è quest’ultimo a trasformare l’energia meccanica in energia elettrica.

Il passaggio decisivo avviene nel reattore, dove la reazione a catena viene controllata e il calore viene continuamente trasferito a un fluido. Nei reattori ad acqua più diffusi, il percorso del vapore cambia a seconda del progetto: può formarsi direttamente nel reattore oppure in un circuito separato.

Destaques

• La fissione libera calore e neutroni; questi ultimi possono provocare altre fissioni.
• Barre di controllo e sistemi di raffreddamento regolano la reazione e rimuovono il calore.
• Il vapore aziona una turbina e un generatore, prima di essere condensato e riutilizzato.
• La centrale continua ad avere bisogno di raffreddamento anche dopo l’arresto del reattore.

Come si passa dalla fissione alla corrente elettrica?

Il percorso può essere letto come una serie di trasformazioni: energia nucleare, calore, movimento ed elettricità. In un reattore a fissione, alcuni nuclei del combustibile assorbono un neutrone e si dividono in nuclei più piccoli. Il processo libera energia e altri neutroni, che possono colpire ulteriori nuclei.

Se un numero sufficiente di neutroni provoca nuove fissioni, la reazione si sostiene nel tempo. Il reattore è progettato per mantenerla sotto controllo, così da produrre calore in modo utilizzabile. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti descrive la fissione e il ruolo dei neutroni nella reazione a catena.

Il calore passa dal combustibile al fluido refrigerante. Nei reattori ad acqua trattati qui, viene poi usato per produrre vapore. Il vapore attraversa le pale della turbina e le fa ruotare; la turbina trascina un generatore, che produce corrente elettrica. Un trasformatore ne adegua la tensione per il trasporto sulla rete. Dopo la turbina, il vapore viene raffreddato, torna acqua e può essere riutilizzato nel ciclo.

Quale combustibile usa un reattore nucleare?

Molti reattori impiegano uranio sotto forma di piccole pastiglie ceramiche, inserite in tubi metallici sigillati chiamati barre di combustibile. Le barre sono raggruppate in elementi e collocate nel nocciolo, la parte del reattore in cui avviene la reazione.

Un isotopo importante è l’uranio-235, capace di subire fissione dopo aver assorbito un neutrone. Nei comuni reattori commerciali ad acqua si usa generalmente uranio arricchito, cioè lavorato per aumentare la percentuale di uranio-235 rispetto a quella presente nell’uranio naturale. Il combustibile non brucia come carbone o gas: il calore deriva dalla trasformazione dei nuclei atomici.

Come si controlla la reazione nel reattore?

Nei reattori ad acqua leggera, l’acqua ha due funzioni: porta via calore dal combustibile e agisce da moderatore, rallentando i neutroni in modo da favorire ulteriori fissioni nel combustibile utilizzato. Le barre di controllo, realizzate con materiali che assorbono neutroni, aiutano invece a regolare la reazione.

Inserendo maggiormente le barre nel nocciolo si assorbono più neutroni e si riduce la velocità della reazione; estraendole, la reazione può aumentare. Durante un arresto rapido, le barre vengono inserite per interrompere la reazione a catena sostenuta. Regolazione e arresto fanno parte di un insieme più ampio di sistemi, controlli e procedure: il loro funzionamento concreto dipende dal progetto dell’impianto.

Spegnere la reazione a catena non elimina immediatamente tutto il calore. I prodotti radioattivi presenti nel combustibile continuano a decadere e a generare calore residuo, che deve essere rimosso anche dopo l’arresto. Questo è uno dei motivi per cui il raffreddamento resta essenziale.

Che differenza c’è tra un reattore PWR e uno BWR?

La distinzione riguarda soprattutto il punto in cui viene prodotto il vapore che aziona la turbina:

• PWR, reattore ad acqua pressurizzata: l’acqua del circuito primario attraversa il nocciolo e viene mantenuta ad alta pressione, per evitare che bolla durante il normale funzionamento. In un generatore di vapore cede calore a un secondo circuito separato. È l’acqua di quest’ultimo a diventare vapore per la turbina.
• BWR, reattore ad acqua bollente: l’acqua bolle all’interno del recipiente del reattore. Il vapore prodotto viene convogliato alla turbina e successivamente condensato per essere riutilizzato.

In entrambi i casi, il principio generale resta lo stesso: il reattore fornisce il calore, mentre turbina e generatore lo convertono in elettricità. Non tutti i reattori nucleari, però, usano acqua nello stesso modo: esistono anche progetti con altri refrigeranti. La distinzione tra PWR e BWR è illustrata nella guida tecnica del Dipartimento dell’Energia.

A cosa servono il condensatore e le torri di raffreddamento?

Dopo aver ceduto parte della propria energia alla turbina, il vapore raggiunge il condensatore. Qui viene raffreddato e torna liquido; una pompa lo rimanda nel ciclo in cui sarà nuovamente riscaldato. Il condensatore trasferisce il calore residuo a un sistema di raffreddamento separato.

Alcune centrali usano torri di raffreddamento per disperdere parte di questo calore nell’ambiente. Il pennacchio bianco visibile sopra una torre è principalmente costituito da minuscole gocce d’acqua formate dalla condensazione del vapore acqueo. Non tutte le centrali hanno torri di quel tipo: la soluzione adottata dipende dal sito e dal progetto. I circuiti e le loro funzioni sono descritti nel materiale didattico del Dipartimento dell’Energia.

Che cosa succede al combustibile dopo l’uso?

Con il funzionamento, la composizione del combustibile cambia e una parte viene periodicamente sostituita. Quando viene estratto, il combustibile irraggiato continua a emettere radiazioni e a produrre calore: viene quindi inizialmente collocato in una piscina d’acqua che fornisce raffreddamento e schermatura. Le fasi successive dipendono dalle scelte e dalle infrastrutture disponibili; la gestione del materiale radioattivo richiede tempi e controlli specifici. Il Dipartimento dell’Energia spiega il ruolo delle piscine di stoccaggio.

Quali sono i vantaggi e i limiti nella produzione di energia?

Una centrale nucleare può produrre elettricità per lunghi periodi, programmando fermate per manutenzione e sostituzione del combustibile. Durante la generazione non brucia combustibili fossili; le emissioni associate all’intero ciclo di vita, però, comprendono anche attività come costruzione, estrazione e lavorazione dei materiali.

La produzione richiede inoltre investimenti, personale specializzato, disponibilità di raffreddamento e una gestione di lungo periodo del combustibile usato e dei rifiuti radioattivi. Tempi e costi variano in base al progetto e al contesto: la sola descrizione del funzionamento non permette di prevedere se un nuovo impianto sarà conveniente in un determinato Paese.

Domande frequenti

Una centrale nucleare brucia uranio?

No. Nei reattori a fissione il calore deriva dalla divisione di nuclei atomici, non dalla combustione chimica dell’uranio.

L’acqua del reattore arriva alla turbina?

Dipende dal tipo di reattore. In un PWR il circuito del reattore cede calore a un circuito separato; in un BWR il vapore prodotto nel reattore alimenta direttamente la turbina.

Perché serve raffreddare un reattore spento?

Perché il decadimento dei prodotti radioattivi continua a generare calore residuo anche dopo l’interruzione della reazione a catena.