Les centrales nucléaires utilisent le processus de fission nucléaire pour produire de l'électricité. La fission est un processus dans lequel le noyau d’un atome est divisé en deux ou plusieurs noyaux plus petits, libérant ainsi une grande quantité d’énergie.
Dans les centrales nucléaires, le combustible utilisé pour la fission est l'uranium 235. L'uranium 235 est un isotope rare de l'uranium qui ne représente qu'environ 0,7 % de l'uranium naturel. Lorsqu'un neutron est absorbé par un noyau d'uranium 235, celui-ci se divise en deux noyaux plus petits, généralement le baryum 141 et le krypton 92. Ce processus libère également deux ou trois neutrons, qui peuvent ensuite diviser d’autres noyaux d’uranium 235, créant ainsi une réaction en chaîne.
La réaction en chaîne est contrôlée par des barres de contrôle constituées de matériaux absorbant les neutrons. En insérant ou en retirant des barres de contrôle, le nombre de neutrons disponibles pour diviser les noyaux d'uranium 235 peut être contrôlé, ce qui à son tour contrôle la quantité d'énergie libérée.
2. Transfert de chaleur
L'énergie libérée par la fission nucléaire se présente sous forme de chaleur. Cette chaleur est transférée à l'eau qui circule dans le cœur du réacteur. L’eau chauffée se transforme ensuite en vapeur, qui est utilisée pour entraîner une turbine.
3. Production d'électricité
La turbine est reliée à un générateur qui convertit l'énergie mécanique de la turbine en énergie électrique. Cette énergie électrique est ensuite envoyée au réseau électrique, où elle est distribuée aux habitations et aux entreprises.
4. Caractéristiques de sécurité
Les centrales nucléaires disposent d'un certain nombre de dispositifs de sécurité conçus pour prévenir les accidents et atténuer les effets de tout accident qui se produit. Ces dispositifs de sécurité comprennent :
* Bâtiments de confinement : Ces structures massives en béton et en acier entourent le cœur du réacteur et sont conçues pour contenir toute matière radioactive susceptible d'être libérée en cas d'accident.
* Systèmes de refroidissement d'urgence du cœur : Ces systèmes sont conçus pour fournir une source d'eau de refroidissement de secours au cœur du réacteur en cas de panne du système de refroidissement normal.
* Barres de commande : Ces barres sont constituées de matériaux absorbant les neutrons et peuvent être utilisées pour contrôler le niveau de puissance du réacteur.
* Systèmes de surveillance des radiations : Ces systèmes sont utilisés pour surveiller les niveaux de rayonnement à l'intérieur et à l'extérieur de l'usine et pour alerter les opérateurs de l'usine de tout problème potentiel.
5. Élimination des déchets
Les centrales nucléaires produisent des déchets radioactifs qui doivent être éliminés en toute sécurité. Les déchets radioactifs sont généralement stockés dans des fûts en béton et enfouis profondément sous terre.
6. Déclassement
À la fin de leur durée d’exploitation, les centrales nucléaires doivent être démantelées. Le déclassement consiste à retirer toutes les matières radioactives de la centrale, puis à démolir la centrale elle-même.
