As usinas nucleares têm muitas características em comum com as instalações de energia elétrica tradicionais; a principal diferença é que eles produzem energia com materiais radioativos em vez de combustíveis convencionais. A mesma rede elétrica comercial transporta eletricidade de usinas nucleares e de combustíveis fósseis, bem como de fontes renováveis. Uma série de linhas de distribuição de energia leva a eletricidade das fontes aos usuários finais, incluindo residências, clientes comerciais, governo e indústria.
Reação Nuclear e Calor
Um reator nuclear produz grandes quantidades de calor a partir da decomposição radioativa controlada de elementos como urânio e plutônio. Os núcleos desses elementos pesados são instáveis; eles emitem radiação na forma de nêutrons, partículas alfa e beta e raios gama, tornando-se mais estáveis no processo. Como eles produzem radiação, eles também se tornam muito quentes. Em um reator nuclear, o calor é usado como um substituto para a queima de carvão ou gás natural. Tanto as usinas de combustível fóssil quanto as nucleares usam calor para ferver água e produzir vapor.
Steam e Generator
Tubos transportam vapor de alta pressão do reator nuclear para uma turbina movida a vapor. O vapor impulsiona as lâminas da turbina, fazendo com que o eixo da turbina gire rapidamente, girando um gerador que produz eletricidade. O vapor se condensa em água, que é reciclada de volta ao reator para se transformar em vapor novamente. Uma usina nuclear típica tem várias turbinas e geradores trabalhando em conjunto.
Transformador de elevação e linhas de alta tensão
Um dispositivo chamado transformador usa princípios de indução eletromagnética para conectar dois circuitos de corrente alternada (CA). Além disso, um transformador pode aumentar ou diminuir a tensão da CA em sua entrada; utilitários usam linhas de alta tensão para transportar eletricidade por longas distâncias de forma eficiente, então eles empregam transformadores elevadores perto da usina para aumentar a produção de um gerador. A tensão de saída do transformador é ajustada para corresponder à capacidade das linhas de alta tensão locais, que podem variar de 230.000 a 765.000 volts.
Transformadores abaixadores e distribuição
As empresas de energia transmitem eletricidade em alta tensão para reduzir as perdas de energia, mas a alta tensão não é útil ou segura para a maioria dos clientes. As linhas de alta tensão são conectadas a subestações com transformadores abaixadores que reduzem a tensão para usuários comerciais e industriais. Uma vez que as linhas de energia atingem o nível de vizinhança, as tensões são reduzidas ainda mais para uso doméstico. Nos EUA, as concessionárias fornecem serviços de 120, 208 e 240 volts para residências e pequenas empresas.