1. Réaction en chaîne :Pour lancer le processus, le combustible d'un réacteur, qui est généralement de l'uranium ou du plutonium, est enrichi afin qu'il contienne une concentration plus élevée d'isotopes fissiles. Ces isotopes fissiles, comme l'uranium 235 ou le plutonium 239, sont capables de subir une fission nucléaire lorsqu'ils sont frappés par un neutron. Lorsqu’un neutron frappe ces isotopes, ils se divisent en éléments plus légers tout en libérant davantage de neutrons et une grande quantité d’énergie sous forme de chaleur.
2. Combustible nucléaire :Le combustible d'un réacteur nucléaire est chargé dans des barres, et ces barres sont ensuite placées dans des assemblages disposés dans le cœur du réacteur. Le cœur est le cœur du réacteur où se produisent les réactions de fission.
3. Modération :À mesure que les neutrons sont libérés par la division des isotopes fissiles, ils sont encore trop énergétiques pour entretenir une réaction en chaîne. Pour ralentir ces neutrons rapides et les rendre plus susceptibles d'être absorbés par d'autres isotopes fissiles, un matériau modérateur tel que l'eau ou le graphite est utilisé.
4. Barres de contrôle :Pour contrôler la réaction en chaîne et réguler la puissance du réacteur, des barres de contrôle sont insérées dans le cœur du réacteur. Ces bâtonnets contiennent des éléments qui absorbent facilement les neutrons, comme le cadmium, le bore ou l'hafnium. En ajustant la position et la profondeur de ces bâtonnets, l’absorption des neutrons peut être ajustée, contrôlant ainsi la vitesse de réaction de fission.
5. Système de refroidissement :Pendant que le réacteur fonctionne, l'immense quantité de chaleur générée par les réactions de fission doit être évacuée. Cela se fait à l'aide d'un système de refroidissement. De l'eau ou un autre liquide de refroidissement approprié circule autour du cœur du réacteur, où elle absorbe la chaleur des barres de combustible.
6. Échangeurs de chaleur :Le liquide de refroidissement chauffé passe ensuite à travers un échangeur de chaleur, où il transfère sa chaleur à une boucle de refroidissement secondaire contenant de l'eau. Cela évite que les substances radioactives contaminent directement l’environnement extérieur.
7. Turbine à vapeur :La vapeur générée par la boucle secondaire est dirigée vers une turbine, faisant tourner ses pales. Ce mouvement de rotation convertit l'énergie thermique en énergie mécanique.
8. Générateur :L'arbre de la turbine est connecté à un générateur électrique, qui convertit l'énergie mécanique de la turbine en rotation en énergie électrique. Cette énergie électrique est ensuite distribuée via le réseau électrique.
9. Systèmes de sécurité :Les réacteurs nucléaires sont équipés de divers systèmes de sécurité pour garantir le fonctionnement sûr de la centrale et minimiser les risques d'accidents. Ceux-ci peuvent inclure des mécanismes d’arrêt d’urgence, des structures de confinement, diverses méthodes de refroidissement et des systèmes de surveillance continue.
Il est important de noter que les réacteurs nucléaires sont des systèmes très complexes comportant de nombreux composants et systèmes supplémentaires impliqués dans le processus. Cette explication donne un aperçu de base des principes fondamentaux du fonctionnement des réacteurs nucléaires.
