1. Fission nucléaire
* le noyau: Les réacteurs nucléaires utilisent un noyau contenant des tiges de carburant, généralement en uranium.
* Absorption des neutrons: Les atomes d'uranium sont instables. Lorsqu'un neutron frappe le noyau d'un atome d'uranium, il provoque la division de l'atome, un processus appelé fission.
* Libération d'énergie: Ce fractionnement libère une énorme quantité d'énergie, principalement sous la forme de:
* Énergie cinétique des produits de fission: Les fragments qui en résultent de l'atome d'uranium s'éloignent à des vitesses incroyablement élevées.
* rayons gamma: Des photons à haute énergie sont émis.
* Neutrons: Des neutrons supplémentaires sont libérés, ce qui peut provoquer d'autres réactions de fission (réaction en chaîne).
2. Transfert de chaleur
* liquide de refroidissement: Le noyau est entouré d'un liquide de refroidissement, généralement de l'eau ou d'un gaz comme le dioxyde de carbone.
* Absorption d'énergie: Le liquide de refroidissement absorbe l'énergie cinétique et la chaleur des produits de fission et des rayons gamma.
* Circulation: Le liquide de refroidissement chauffé circule à travers un système de tuyaux.
3. Génération de vapeur
* Échangeur de chaleur: Le liquide de refroidissement chaud passe par un échangeur de chaleur, transférant sa chaleur en eau dans une boucle séparée.
* Production de vapeur: La chaleur du liquide de refroidissement transforme l'eau en vapeur.
4. Génération d'électricité
* turbines: La vapeur à haute pression entraîne des turbines, qui tournent les générateurs pour produire de l'électricité.
Concepts clés
* Réaction en chaîne: Les neutrons libérés pendant la fission peuvent provoquer d'autres événements de fission, créant une réaction en chaîne soutenue. Cette réaction en chaîne contrôlée est essentielle pour générer de la puissance.
* Tiges de commande: Les tiges de commande en matériaux absorbant les neutrons comme le cadmium ou le bore sont insérées dans le noyau du réacteur pour réguler le taux de fission et contrôler la puissance.
* Modérateurs: Certains réacteurs utilisent un modérateur, comme le graphite ou l'eau lourde, pour ralentir les neutrons libérés pendant la fission, ce qui les rend plus susceptibles de provoquer d'autres événements de fission.
Remarques importantes:
* Les réacteurs nucléaires sont très complexes et nécessitent des réglementations de sécurité strictes.
* Le processus de fission nucléaire génère des déchets radioactifs qui doivent être soigneusement gérés.
* L'énergie nucléaire présente à la fois des avantages (source d'énergie fiable, faibles émissions de gaz à effet de serre) et des inconvénients (déchets radioactifs, potentiel d'accidents).
