1. Fission nucléaire:
* le carburant: L'uranium-235 est le carburant le plus courant utilisé dans les réacteurs nucléaires. C'est un isotope radioactif, ce qui signifie que ses atomes sont instables et sujets à la décomposition.
* le processus: Les neutrons bombardent les atomes d'uranium-235, les faisant se diviser (fission). Cela libère une énorme quantité d'énergie, ainsi que plus de neutrons.
* Réaction en chaîne: Les neutrons libérés frappent d'autres atomes d'uranium, les faisant fission, créant une réaction en chaîne qui soutient le fonctionnement du réacteur.
2. Génération de chaleur:
* Transfert de chaleur: Le processus de fission produit beaucoup de chaleur. Cette chaleur est transférée dans un liquide de refroidissement (généralement de l'eau) qui circule à travers le noyau du réacteur.
3. Génération de vapeur:
* Générateur de vapeur: Le liquide de refroidissement chaud passe ensuite à travers un générateur de vapeur, transférant la chaleur à l'eau à l'intérieur. Cette eau bouillonne, générant de la vapeur.
4. Turbine et générateur:
* turbine: La vapeur à haute pression entraîne une turbine, qui est essentiellement une grande roue avec des lames.
* générateur: La turbine tourne un générateur, qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
5. Production d'électricité:
* courant alternatif: Le générateur produit de l'électricité de courant alternatif (AC), qui est le type que nous utilisons dans nos maisons et nos entreprises.
* Transformers: Les transformateurs augmentent la tension de l'électricité pour la transmission sur de longues distances.
Composants clés d'un réacteur nucléaire:
* Core du réacteur: Contient le combustible nucléaire et où le processus de fission a lieu.
* Système de liquide de refroidissement: Circule l'eau ou d'autres liquides pour éliminer la chaleur du noyau du réacteur.
* Tiges de commande: Utilisé pour réguler le taux de fission en absorbant les neutrons.
* Structure de confinement: Un bâtiment solide et scellé qui enferme le réacteur et le protège des menaces externes.
Mesures de sécurité:
Les réacteurs nucléaires sont conçus avec plusieurs caractéristiques de sécurité pour prévenir les accidents et limiter la libération de rayonnement. Ceux-ci incluent:
* Multiples barrières: Les barrières physiques (structure de confinement) et les systèmes de sécurité d'ingénierie empêchent la libération de radioactivité.
* Systèmes de refroidissement du noyau d'urgence: Fournissez de l'eau pour refroidir le noyau si le système de liquide de refroidissement principal échoue.
* Tiges de commande: Absorber rapidement les neutrons pour ralentir ou arrêter la réaction en chaîne en cas d'urgence.
Considérations importantes:
* Gestion des déchets: Les réacteurs nucléaires produisent des déchets radioactifs qui nécessitent un stockage et une élimination minutieux.
* Prolifération nucléaire: Les matériaux utilisés dans les réacteurs nucléaires peuvent être utilisés pour créer des armes nucléaires, ce qui soulève des problèmes de sécurité.
Dans l'ensemble, l'énergie nucléaire est une source d'énergie complexe et controversée. Il offre une alternative sans carbone aux combustibles fossiles, mais il pose également des défis importants de la sécurité et de la gestion des déchets.
