Un réacteur nucléaire exploite l'énergie libérée de la fission nucléaire, un processus où les noyaux atomiques lourds sont divisés en plus légers. Voici une ventilation simplifiée du processus de transfert d'énergie:
1. Fission:
* carburant: Le réacteur utilise du combustible nucléaire, généralement l'uranium, qui contient des isotopes fissiles comme l'uranium-235.
* Bombardement à neutrons: Un neutron frappe un noyau d'uranium, le faisant devenir instable et divisé (fission) en deux noyaux filles.
* Libération d'énergie: Cette fission libère une quantité massive d'énergie sous la forme de:
* énergie cinétique: Les noyaux de fille et les neutrons sont éjectés à des vitesses élevées.
* rayons gamma: Des photons à haute énergie sont libérés.
2. Génération de chaleur:
* modération: Les neutrons libérés sont ralentis par un modérateur (généralement de l'eau ou du graphite) pour augmenter les risques de fission supplémentaire.
* Transfert d'énergie: Les neutrons à évolution rapide et les noyaux filles entrent en collision avec des atomes dans le liquide de refroidissement du réacteur (eau), transférant leur énergie cinétique et générant de la chaleur.
3. Élimination de la chaleur et production d'énergie:
* Circulation du liquide de refroidissement: Le liquide de refroidissement chauffé est circulé à travers le noyau du réacteur, éliminant continuellement la chaleur.
* Génération de vapeur: Le liquide de refroidissement chaud est utilisé pour générer de la vapeur dans un échangeur de chaleur.
* Fonctionnement de la turbine: La vapeur entraîne une turbine, qui à son tour conduit un générateur pour produire de l'électricité.
4. Gestion des déchets:
* carburant dépensé: Les produits de fission sont hautement radioactifs et doivent être stockés en toute sécurité dans une piscine de carburant usagée pour le refroidissement et l'élimination ultérieure.
* Déchets radioactifs: Le réacteur produit également d'autres déchets radioactifs, qui doivent être gérés en fonction de protocoles de sécurité stricts.
Concepts clés:
* Réaction en chaîne: Les neutrons libérés de la fission peuvent provoquer d'autres événements de fission, créant une réaction en chaîne autonome qui produit de l'énergie thermique.
* Tiges de commande: Les tiges de commande, faites de matériau absorbant les neutrons, sont insérées ou retirées pour réguler la réaction en chaîne et contrôler la puissance du réacteur.
* Systèmes de sécurité: Plusieurs systèmes de sécurité sont en place pour assurer un fonctionnement sûr et prévenir les accidents.
en résumé:
Les réacteurs nucléaires exploitent l'énergie libérée de la fission nucléaire par une réaction en chaîne contrôlée. L'énergie est transférée dans un liquide de refroidissement, qui est utilisé pour générer de la vapeur et produire de l'électricité. Ce processus complexe est soigneusement géré pour assurer la sécurité et l'efficacité.
