1. Fission nucléaire:
* carburant: Les centrales nucléaires utilisent généralement l'uranium comme carburant. Cet uranium est enrichi, ce qui signifie que la concentration de l'isotope fissile uranium-235 est augmentée.
* réaction: L'uranium enrichi est bombardé de neutrons. Lorsqu'un neutron frappe un noyau d'uranium-235, il divise l'atome en deux atomes plus petits (produits de fission) et libère une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur et plus de neutrons.
* Réaction en chaîne: Les neutrons libérés peuvent ensuite frapper d'autres atomes d'uranium-235, déclenchant une réaction en chaîne. Cette réaction en chaîne soutenue est ce qui génère la chaleur de la centrale électrique.
2. Core du réacteur:
* Couilles à carburant: L'uranium enrichi est contenu dans de longues tiges de carburant minces.
* Tiges de commande: Ceux-ci sont faits de matériaux absorbant les neutrons (comme le bore ou le cadmium) et sont utilisés pour réguler la vitesse de la réaction en chaîne. L'insertion des tiges de commande dans le noyau du réacteur absorbe les neutrons, ralentissant la réaction. Les éliminer permet à la réaction d'accélérer.
* Modérateur: L'eau ou le graphite est utilisé comme modérateur pour ralentir les neutrons libérés pendant la fission. Les neutrons plus lents sont plus susceptibles de déclencher la fission.
* liquide de refroidissement: L'eau ou d'autres fluides sont diffusés à travers le noyau du réacteur pour éliminer la chaleur générée par la fission.
3. Génération d'énergie:
* Échangeur de chaleur: Le liquide de refroidissement chaud du noyau du réacteur est transféré dans une boucle d'eau séparée dans un échangeur de chaleur.
* turbine à vapeur: La chaleur de l'eau le fait bouillir en vapeur, ce qui entraîne une turbine à vapeur.
* générateur: La turbine tourne un générateur, produisant de l'électricité.
Types de réacteurs nucléaires:
* réacteurs à eau sous pression (PWR): Le type le plus courant, les PWR utilisent l'eau à la fois comme liquide de refroidissement et un modérateur. L'eau est maintenue sous haute pression pour l'empêcher de bouillir.
* réacteurs à eau bouillante (bwrs): Les BWR utilisent l'eau comme liquide de refroidissement, mais il est autorisé à bouillir dans le noyau du réacteur. La vapeur produite est ensuite utilisée pour conduire la turbine.
* réacteurs Candu: Ces réacteurs utilisent l'uranium naturel comme carburant et eau lourde comme modérateur et liquide de refroidissement.
Considérations clés:
* Sécurité: Les centrales nucléaires sont conçues avec plusieurs systèmes de sécurité pour prévenir les accidents et protéger l'environnement.
* Gestion des déchets: Les centrales nucléaires produisent des déchets radioactifs, qui doivent être gérés et stockés en toute sécurité pendant de longues périodes.
* Prolifération: La technologie utilisée dans les centrales nucléaires peut également être utilisée pour produire des matériaux de qualité d'armes. C'est une préoccupation majeure pour la sécurité internationale.
Dans l'ensemble, l'énergie nucléaire est une technologie complexe et controversée. Bien qu'il offre une source d'énergie à faible teneur en carbone, elle soulève également des inquiétudes concernant la sécurité, la gestion des déchets et le potentiel de prolifération.
