Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Qu'est-ce qu'une centrale nucléaire?

Qu'est-ce qu'une centrale nucléaire?

Une centrale nucléaire est une centrale de production électrique qui utilise l'énergie nucléaire.

Son fonctionnement est semblable au d'une centrale thermique ou d'une installation thermosolaire: à partir d'un source d'énergie s'utilise la thermodynamique pour obtenir de la chaleur, avec la chaleur nous pouvons obtenir de la vapeur et la vapeur entraîne une turbine pour produire de l'électricité.

La différence entre les différents types de centrales électriques est la source d'alimentation: une centrale électrique nucléaire utilise la chaleur libérée des réactions de fission nucléaire de certains atomes, dans une centrale thermique le source de l'énergie thermique provient de la combustion d'un ou plusieurs combustibles fossiles (le charbon, le gaz naturel, le pétrole...). Finalement, dans les centrales thermiques solaires, la source d'énergie est la radiation solaire.

Comme dans une centrale thermique classique, la chaleur est utilisé pour produire de la vapeur qui entraîne une turbine à vapeur connectée à un générateur qui produit de l'électricité.

L'énergie thermique que l'énergie nucléaire utilise pour produire de l'électricité est produite par un réacteur nucléaire. Dans le reacteur se produisent reactions en chaîne de fision nucleaire d'une manière contrôlée. L'éément qui se fissione, le combustible nucléaire, est l'uranium naturel ou enrichi. L'uranium enrichi est de l'uranium naturel avec une poportion de l'isotope d'uranium 235 plus haute.

En plus du réacteur, une centrale nucléaire est toujours constitué d'une turbine à vapeur, d'un alternateur, de deux ou trois circuits (primaires, secondaires et tertiaires) et d'une ou de plusieurs tours de refroidissement par fluide réfrigérant, généralement de l'eau. L'efficacité globale se situe entre 30% et 40%.

Généralement on considére la durée de vie d'une centrale nucléaire d'une trentaine d'années. Le principal problème des centrales nucleaires est la gestion des déchets nucléaires qu'ils génèrent.

Le fonctionnement de base d'une centrale nucléaire

fonctionnement du Schéma d'une centrale nucléaireDans une centrale nucléaire, l'énergie est extraite des noyaux des atomes par division (fission). Les atomes ont des liens internes qui rejoignent ses subpartucules (des électrons, des protons et des neutrons). En raison de la division, ces liens sont rompus et libèrent l'énergie interne de liaison qui rejoinai les particules internes de l'atome.

La fission nucléaire est causée de manière artificielle et contrôlée. Dans cela, on tire un neutron à un atome d'un élément chimique de grandes dimensions, c'est une petite particule à une certaine vitesse qui décompose l'atome (casserant son noyau, formé par des neutrons et des protons liés ensemble par des liaisons hautement énergétiques) dans une réaction nucléaire exothermique, c'est à dire, que l'énergie est libérée sous forme de chaleur (énergie thermique).

Réactions nucléaires en chaîne

Afin que l'énergie obtenue soit supérieure à l'énergie utilisée, il est nécessaire que les réactions nucléaires soient des réactions en chaîne. Ainsi, bien que c'est nécessaire de grand quantité d'énergie pour démarrer la réaction nucléaire en chaîne, une fois que la réaction est initiée n'est pas nécessaire beaucoup d'énergie pour le garder, et il arrive un moment où l'énergie obtenue est supérieure à l'énergie utilisée. Pour y parvenir, il est nécessaire que le grand élément chimique (nous l'appelons lourd, avec une masse atomique élevée) soit en plus radioactif. L'élément qui est souvent utilisé est un isotope rare de l'uranium.

Les réactions en chaîne se déroulent dans le coeur du réacteur nucléaire. Ensuite, un circuit de tubes à travers duquel un fluide appelé liquide de refroidissement sera qui tansportera le chaleur (l'énergie thermique) hors du réservoir en lui refroidissant.

Entraînant les turbines d'une centrale nucléaire

La chaleur obtenue à partir des réactions nucléaires est de l'eau chauffée à l'ébullition; l'eau se transforme en vapeur à très haute pression. Avec ce pression de vapeur d'eau se déplacent les pales d'une turbine. Ainsi, nous avons transformé l'énergie thermique en énergie mécanique. La turbine se connecte à un générateur électrique (ou alternateur) qui nous permet de transformer l'énergie mécanique en énergie électrique (électricité).

Ce processus est expliqué plus en détail dans la section:. Fonctionnement d'une centrale nucléaire

Le réacteur nucléaire

réacteur nucléaireLe réacteur nucléaire est le site où sont générés les réactions de fission nucléaire. En bref, il est un dispositif qui produit de la chaleur (énergie thermique ou énergie thermique).

Dans le réacteur, la réaction en chaîne de la centrale commence bombardant un atome avec un neutron. Une fois que vous avons initié la réaction il peut être contrôlée dans le même réacteur par des barres de commande et du modérateur de neutrons.

Les types de réacteurs nucléaires

Il existe différents types de réacteurs nucléaires, tous sont de fission, à différentes centrales nucléaires. L'ONU les classe comme suit:

  • Réacteurs à eau pressurisée (PWR et VVER). Ils utilisent de l'eau à haute pression pour produire de la vapeur pour les générateurs de vapeur. Ils ont trois circuits.
  • Réacteurs BWR (BWR): Le deuxième plus courant dans le monde. L'eau bout, générer de la vapeur directement dans le coeur du réacteur. Ils ont seulement deux circuits.
  • Réacteurs sous pression de l'eau lourde (RELP) : utilisés de l'eau lourde à haute pression en tant que modérateur de neutrons et de liquide de refroidissement.
  • Réacteurs de gaz (GCR: AGR et Magnox) : ils utilisent du graphite comme modérateur de neutrons et de dioxyde de carbone en fluide de refroidissement gazeux.
  • Réacteurs de graphite modéré et refroidi par eau légère (LGR et RBMK): Modèles d'origine russe. La « eau légère » est l'eau normale.
  • Réacteurs rapides (LBR, ou LMFBR) : réaction en chaîne de neutrons n ralentit et refroidi par du sodium liquide. Ils sont au stade de prototype et de la recherche.
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Dernier examen: 5 avril 2017

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