El descubrimiento del neutrón fue un presagio de la era atómica de la humanidad, ya que en manos de los físicos había una partícula capaz, debido a la ausencia de carga, de penetrar en cualquier núcleo, incluso pesado. En el curso de experimentos sobre el bombardeo de núcleos de uranio por neutrones, realizados por el físico italiano E. Fermi, se obtuvieron isótopos radiactivos y elementos transuránicos, neptunio y plutonio. Por lo tanto, se hizo posible crear un reactor nuclear, una instalación que supera en su poder energético a todo lo creado anteriormente por la humanidad.
Un reactor nuclear es un aparato donde tiene lugar una reacción de fisión nuclear controlada, basada en el principio de la cadena. Este principio es el siguiente. Los núcleos de uranio bombardeados por neutrones se descomponen y forman varios neutrones nuevos que, a su vez, provocan la fisión de los siguientes núcleos. En este proceso, el número de neutrones aumenta rápidamente. La relación entre el número de neutrones en una fase de fisión y el número de neutronesla fase anterior de la descomposición nuclear se denomina factor de multiplicación.
Para poder controlar una reacción nuclear se necesita un reactor nuclear, que se utiliza en centrales nucleares, submarinos, rompehielos nucleares, en instalaciones nucleares experimentales, etc. Una reacción nuclear descontrolada conduce inevitablemente a una explosión de colosal poder destructivo. Este tipo de reacción en cadena se usa exclusivamente en bombas nucleares, cuya explosión es el objetivo de la descomposición nuclear.
Reactor atómico, en el que los neutrones liberados se mueven a gran velocidad, para controlar la reacción, está equipado con materiales especiales que absorben parte de la energía de las partículas elementales. Estos materiales, que tienen la capacidad de reducir la velocidad y la inercia de los neutrones, se denominan moderadores de reacciones nucleares.
El principio de funcionamiento de un reactor nuclear es el siguiente. Las cavidades internas del reactor se llenan con agua destilada que circula dentro de tubos especiales. El reactor nuclear se enciende automáticamente cuando se retiran las barras de grafito de la zona activa, que absorben parte de la energía de los neutrones. Con el inicio de una reacción en cadena, se libera una gran cantidad de energía térmica que, circulando en el núcleo del reactor, llega a los elementos combustibles. Al mismo tiempo, el agua se calienta a una temperatura de 320 oС.
Entonces, el agua del circuito primario, moviéndose hacia el interior a través de los tubos del generador de vapor, cede la energía térmica recibida del núcleoreactor, agua del circuito secundario, sin entrar en contacto con ella, lo que excluye la entrada de partículas radiactivas fuera de la sala del reactor.
El proceso posterior no es diferente de lo que sucede en cualquier central térmica: el agua del circuito secundario, que se ha convertido en vapor, hace girar las turbinas. Y las turbinas activan generadores eléctricos gigantes, que generan electricidad.
El reactor nuclear no es un invento puramente humano. Dado que las mismas leyes de la física se aplican en todo el universo, la energía de la descomposición nuclear es necesaria para mantener la estructura ordenada del cosmos y la vida en la Tierra. Reactor nuclear natural natural son estrellas. Y uno de ellos es el Sol, que con su energía de fusión termonuclear creó todas las condiciones para el surgimiento de la vida en nuestro planeta.
