La principale utilisation de l’énergie nucléaire est la production d’énergie électrique.
Il existe cependant de nombreuses autres applications dans lesquelles la technologie nucléaire est utilisée directement ou indirectement.
En travaillant avec différents isotopes d’un même élément, la technologie nucléaire peut être utilisée pour d’autres applications dans divers domaines.
Les principales utilisations de l’énergie nucléaire sont les suivantes :
1. Production d'électricité
L’utilisation la plus importante et la plus connue de l’énergie nucléaire est la production d’électricité dans les centrales nucléaires.
Après la Seconde Guerre mondiale, les réacteurs nucléaires ont reçu une nouvelle utilisation : produire de l'électricité à partir de la fission nucléaire d'atomes d'uranium.
Une centrale nucléaire est une installation capable de convertir l'énergie atomique contenue dans les atomes d'uranium pour produire de l'électricité. Le processus permettant d'obtenir cette conversion est le résultat d'un processus thermodynamique et mécanique. L'uranium est l'un des éléments les plus instables du tableau périodique des éléments, ce qui le rend idéal à cette fin.
Dans un premier temps, le réacteur nucléaire génère des réactions de fission des noyaux atomiques d'uranium, émettant une grande quantité d'énergie thermique. Avec toute cette énergie thermique, de la vapeur à haute pression est obtenue pour entraîner les turbines à vapeur de l’usine. De cette manière, de l'énergie mécanique est obtenue pour alimenter le générateur électrique et convertir l'énergie cinétique de l'arbre en énergie électrique.
2. Processus industriels
La technologie nucléaire acquiert une grande importance dans le secteur industriel. Il est notamment utilisé dans :
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Développement et amélioration des processus.
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Des mesures.
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Automatisation.
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Contrôle de qualité.
Il est utilisé comme condition préalable à l’automatisation complète des lignes de production à grande vitesse. Cette technologie est appliquée à la recherche de procédés, au mélange, à la maintenance et à l'étude de l'usure et de la corrosion des installations et des machines.
La technologie nucléaire est également utilisée dans la fabrication de plastiques et dans la stérilisation de produits à usage unique.
3. Armes militaires et développement de bombes atomiques
Une arme est un instrument utilisé pour attaquer ou se défendre. Les armes nucléaires sont les armes qui utilisent la technologie nucléaire.
L’origine du développement de l’énergie nucléaire s’est produite pendant la Seconde Guerre mondiale avec des objectifs de guerre. Après un avertissement d'Albert Einstein, le président des États-Unis lance ce qui sera appelé le projet Manhattan. Le but du projet était de développer la bombe atomique.
Selon le rôle que joue la technologie nucléaire dans l’arme, on distingue deux types d’armes nucléaires :
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Armes nucléaires qui utilisent l’énergie nucléaire pour exploser, comme ce serait le cas de la bombe atomique.
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Applications qui utilisent la technologie nucléaire pour se propulser. Cette deuxième catégorie regroupe les croiseurs, les porte-avions, les sous-marins...
4. Médecine nucléaire
L’une des applications les plus importantes de l’énergie nucléaire après la production d’électricité est son utilisation pour traiter et diagnostiquer des maladies : la médecine nucléaire.
Les rayonnements ionisants permettent d'obtenir des images de l'intérieur des patients, aidant ainsi au diagnostic des maladies. Ces radiations sont également utilisées pour traiter des maladies comme le cancer puisqu’elles ont la capacité de détruire les cellules tumorales.
Un patient sur trois qui fréquente un hôpital dans un pays industrialisé bénéficie des avantages d’un certain type de procédure de médecine nucléaire.
Voici quelques exemples d’utilisation de la médecine nucléaire :
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Utilisation de produits radiopharmaceutiques
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Techniques telles que la radiothérapie pour le traitement des tumeurs malignes
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Utilisation de la téléthérapie pour le traitement du cancer
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Biologie radiologique qui permet de stériliser les produits médicaux.
5. Agriculture et lutte antiparasitaire
L'application des isotopes à l'agriculture a permis d'augmenter la production agricole dans les pays moins développés.
La technologie nucléaire est très utile dans :
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Lutte contre les insectes nuisibles
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Utilisation maximale des ressources en eau
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Amélioration des variétés de cultures
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Mise en place des conditions nécessaires pour optimiser l'efficacité des engrais et de l'eau.
6. Nourriture
Concernant l’alimentation, les techniques nucléaires jouent un rôle fondamental dans la conservation des aliments.
L'application d'isotopes permet d'augmenter considérablement la conservation des aliments. Actuellement, plus de 35 pays autorisent l’irradiation de certains aliments.
7. Environnement
L'application des isotopes permet de déterminer les quantités exactes de substances polluantes et les lieux où elles se produisent, ainsi que leurs causes.
De plus, le traitement par faisceaux d’électrons réduit les conséquences environnementales et sanitaires de l’utilisation à grande échelle de combustibles fossiles.
L'utilisation de l'énergie nucléaire contribue plus efficacement que d'autres techniques à résoudre des problèmes tels que l'effet de serre et les pluies acides.
8. Autres utilisations de l'énergie nucléaire
L'énergie nucléaire est également utilisée pour dater des éléments archéologiques. Ce processus est possible grâce aux propriétés de fixation de l'isotope du carbone 14 sur les os, le bois ou les déchets organiques.
Il est également utilisé en géophysique et géochimie. Ces sciences profitent des matières radioactives naturelles pour fixer les dates de gisements de roches, de charbon ou de pétrole.
D'autres utilisations de la technologie nucléaire se produisent dans des disciplines telles que l'hydrologie, l'exploitation minière ou l'industrie spatiale.