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Las centrales nucleares comparten muchas similitudes operativas con las centrales eléctricas convencionales; la distinción clave radica en el uso de materiales radiactivos como fuente de energía. La misma red eléctrica comercial transporta electricidad desde instalaciones nucleares, de combustibles fósiles y renovables hasta los usuarios finales:hogares, empresas, gobiernos e industrias.
Un reactor nuclear genera grandes cantidades de calor mediante la desintegración radiactiva controlada de elementos pesados como el uranio y el plutonio. A medida que los núcleos inestables emiten neutrones, partículas alfa y beta y rayos gamma, realizan una transición hacia la estabilidad y liberan una enorme energía térmica. Este calor reemplaza el proceso de combustión utilizado en las plantas de carbón o gas natural, hirviendo agua para producir vapor.
El vapor a alta presión se dirige a través de tuberías hasta una turbina. El vapor hace girar las palas de la turbina, lo que hace girar el eje que impulsa un generador, que a su vez produce corriente alterna. Después de pasar por la turbina, el vapor se condensa nuevamente en agua y se recircula al reactor. La mayoría de las instalaciones nucleares operan varias turbinas y generadores en paralelo para maximizar la producción.
Los transformadores, basados en inducción electromagnética, conectan dos circuitos de CA y pueden aumentar o disminuir el voltaje. Para transportar electricidad de manera eficiente a largas distancias, las empresas de servicios públicos aumentan la producción del generador para igualar la capacidad de las líneas de transmisión de alta tensión, que generalmente oscilan entre 230 kV y 765 kV.
Si bien el alto voltaje minimiza las pérdidas de transmisión, no es adecuado para aplicaciones de usuario final. Las subestaciones equipadas con transformadores reductores reducen el voltaje para clientes comerciales e industriales. A nivel de barrio, transformadores adicionales reducen aún más el voltaje para uso residencial. En Estados Unidos, el servicio residencial se suministra comúnmente a 120 V, 208 V o 240 V.
Estos pasos garantizan un suministro seguro y confiable de electricidad generada nuclear desde el reactor hasta su hogar.
