Les réacteurs nucléaires fonctionnent en divisant les noyaux des atomes, un processus appelé fission nucléaire. Lorsqu'un neutron est absorbé par un atome fissile, comme l'uranium 235 ou le plutonium 239, le noyau se divise en deux noyaux plus petits, libérant de l'énergie sous forme de chaleur et de rayonnement. La chaleur est utilisée pour produire de la vapeur, qui entraîne un turbogénérateur pour produire de l'électricité. Le rayonnement est contrôlé par une série de barrières destinées à protéger les travailleurs et l'environnement.
Les principaux composants d'un réacteur nucléaire sont :
* Carburant : Le combustible d'un réacteur nucléaire est généralement de l'uranium 235 ou du plutonium 239. Ces isotopes fissiles sont généralement enrichis pour augmenter leur concentration en matière fissile.
* Modérateur : Le modérateur est un matériau qui ralentit les neutrons produits par la fission nucléaire. Ceci est nécessaire car les neutrons doivent être suffisamment lents pour être absorbés par les atomes fissiles. Les modérateurs courants comprennent l'eau, le graphite et l'eau lourde.
* Barres de commande : Les barres de contrôle sont utilisées pour contrôler la vitesse de la réaction nucléaire en chaîne. Ils sont constitués de matériaux absorbant les neutrons, comme le cadmium ou le bore. En insérant ou en retirant les barres de contrôle, la quantité de neutrons disponibles pour provoquer la fission peut être contrôlée.
* Liquide de refroidissement : Le liquide de refroidissement est un fluide utilisé pour évacuer la chaleur du cœur du réacteur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour générer de la vapeur pour la production d’électricité. Les liquides de refroidissement courants comprennent l'eau, l'eau lourde et le sodium liquide.
* Bâtiment de confinement : Le bâtiment de confinement est une grande structure qui entoure le cœur du réacteur. Il est conçu pour contenir des matières radioactives en cas d'accident.
Les réacteurs nucléaires sont conçus avec plusieurs systèmes de sécurité pour minimiser les risques d'accidents. Ces systèmes comprennent :
* Systèmes d'arrêt d'urgence : Ces systèmes sont conçus pour arrêter automatiquement le réacteur en cas d'urgence.
* Bâtiments de confinement : Ces structures sont conçues pour empêcher le rejet de matières radioactives en cas d'accident.
* Systèmes de surveillance des radiations : Ces systèmes sont utilisés pour surveiller les niveaux de rayonnement dans le réacteur et ses environs.
L’énergie nucléaire est une source d’électricité fiable et efficace et ne produit aucun gaz à effet de serre. Cependant, cela présente également un risque d'accidents graves, et le stockage à long terme des déchets radioactifs suscite des inquiétudes.
