Les réacteurs nucléaires sont de grandes machines complexes qui utilisent la fission nucléaire pour produire de l'électricité. La fission est le processus de division du noyau d’un atome, qui libère une grande quantité d’énergie. Cette énergie est utilisée pour chauffer l’eau, qui fait tourner une turbine reliée à un générateur électrique. Le générateur convertit l’énergie mécanique de la turbine en énergie électrique, qui est ensuite distribuée aux habitations et aux entreprises.
Les composants de base d'un réacteur nucléaire sont :
* Carburant : Le combustible d'un réacteur nucléaire est l'uranium. L'uranium est un élément naturel extrait de la Terre.
* Modérateur : Le modérateur est un matériau qui ralentit les neutrons produits par la fission. Ceci est nécessaire car les neutrons doivent être ralentis pour être capturés par les atomes d'uranium et provoquer leur fission.
* Liquide de refroidissement : Le liquide de refroidissement est un matériau qui évacue la chaleur du cœur du réacteur. Le liquide de refroidissement est généralement de l'eau ou du sodium liquide.
* Barres de commande : Les barres de contrôle sont utilisées pour contrôler le taux de fission. Les barres de contrôle sont constituées d’un matériau qui absorbe les neutrons, ce qui les empêche de provoquer une fission.
La réaction nucléaire
La réaction nucléaire qui a lieu dans un réacteur nucléaire est la fission. La fission est le processus de division du noyau d’un atome, qui libère une grande quantité d’énergie. Les noyaux des atomes d'uranium sont divisés par les neutrons. Lorsqu'un neutron frappe un noyau d'uranium, celui-ci se divise en deux noyaux plus petits et libère deux neutrons supplémentaires. Ces neutrons peuvent ensuite diviser d’autres noyaux d’uranium, provoquant une réaction de fission en chaîne.
L'énergie libérée par la fission est utilisée pour chauffer l'eau. L’eau chauffée fait ensuite tourner une turbine reliée à un générateur électrique. Le générateur convertit l’énergie mécanique de la turbine en énergie électrique, qui est ensuite distribuée aux habitations et aux entreprises.
Fonctionnalités de sécurité
Les réacteurs nucléaires sont conçus avec un certain nombre de dispositifs de sécurité pour prévenir les accidents. Ces fonctionnalités incluent :
* Bâtiment de confinement : Le bâtiment de confinement est une grande structure en béton armé qui entoure le cœur du réacteur. Le bâtiment de confinement est conçu pour empêcher le rejet de matières radioactives en cas d'accident.
* Système de refroidissement d'urgence du cœur : Le système de refroidissement d'urgence du cœur est un système de secours qui fournit de l'eau au cœur du réacteur en cas de panne du système de refroidissement normal.
* Barres de commande : Les barres de contrôle sont utilisées pour contrôler le taux de fission. Les barres de contrôle sont constituées d’un matériau qui absorbe les neutrons, ce qui les empêche de provoquer une fission.
Énergie nucléaire
L’énergie nucléaire est une source majeure d’électricité dans le monde. Aux États-Unis, les centrales nucléaires fournissent environ 20 % de l'électricité du pays. L’énergie nucléaire est une source d’énergie fiable et efficace, et elle ne produit pas de gaz à effet de serre.
L'avenir de l'énergie nucléaire
L’avenir de l’énergie nucléaire est incertain. Certains estiment que l’énergie nucléaire est trop dangereuse et coûteuse, tandis que d’autres estiment qu’elle constitue une source d’énergie nécessaire pour l’avenir. L’avenir de l’énergie nucléaire sera probablement déterminé par le développement de nouvelles technologies de sécurité et par le coût des autres sources d’énergie.
