Un réacteur nucléaire est un système complexe qui exploite l'énergie libérée par la fission nucléaire pour produire de l'électricité. Voici une ventilation de son principe de travail:
1. Fission nucléaire:
- Le cœur du réacteur contient des tiges de carburant, généralement enrichies d'uranium. Ces tiges sont faites de granulés de dioxyde d'uranium, qui sont enrichis d'un pourcentage plus élevé d'uranium-235.
- Les neutrons sont tirés sur les atomes d'uranium-235, les faisant se diviser (fission). Cela libère une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur et plus de neutrons.
2. Réaction en chaîne:
- Les neutrons libérés frappent d'autres atomes d'uranium-235, déclenchant une réaction en chaîne. Ce processus continu garantit une libération régulière d'énergie.
- Les tiges de commande en matériaux absorbant les neutrons comme le bore sont utilisées pour réguler la réaction en chaîne. L'insertion de ces tiges ralentit la réaction, tandis que les retirer accélèrent.
3. Génération de chaleur:
- La chaleur générée à partir de la réaction de fission est transférée dans un liquide de refroidissement (généralement l'eau) qui coule à travers le noyau du réacteur.
- Ce liquide de refroidissement absorbe la chaleur et devient surchauffé.
4. Génération de vapeur:
- Le liquide de refroidissement surchauffé est ensuite passé à travers un échangeur de chaleur, où il chauffe l'eau dans une boucle séparée.
- Cette eau se transforme en vapeur sous haute pression.
5. Puissance de la turbine:
- La vapeur entraîne une turbine, qui est connectée à un générateur.
- La rotation de la turbine tourne le générateur, produisant de l'électricité.
6. Condensation et refroidissement:
- Après avoir traversé la turbine, la vapeur est condensée dans l'eau, en utilisant des tours de refroidissement ou d'autres méthodes.
- Cette eau refroidie est ensuite pompée vers l'échangeur de chaleur, terminant le cycle.
Caractéristiques de sécurité:
- Les réacteurs nucléaires ont plusieurs caractéristiques de sécurité pour prévenir les accidents et assurer un fonctionnement sûr.
- Ceux-ci incluent:
- Structures de confinement: Encluant le noyau du réacteur pour contenir des matières radioactives en cas d'accident.
- Systèmes de refroidissement d'urgence: Pour fournir un flux continu de liquide de refroidissement vers le noyau du réacteur en cas de panne de courant.
- Absorbants de neutrons: Pour arrêter rapidement la réaction en chaîne en cas d'urgence.
Résumé:
Essentiellement, un réacteur nucléaire fonctionne en utilisant une réaction en chaîne contrôlée de fission nucléaire pour générer de la chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour produire de la vapeur, qui entraîne une turbine pour produire de l'électricité. L'ensemble du processus est soigneusement contrôlé et surveillé pour assurer la sécurité et l'efficacité.
