Une des premières choses à laquelle on pense lorsqu’on aborde des questions en rapport avec la radioactivité est les centrales nucléaires. Il est vrai qu’elle est beaucoup présente en ces lieux et son utilisation permet de créer du courant électrique.
Actuellement, on dénombre pas moins de 442 réacteurs situant dans 31 pays du monde correspondant à 17% des besoins en électricité mondiaux (370 gigawatts). En France, il y a 58 réacteurs nucléaires de puissance en activité répartis dans 19 centrales. Cette technologie couvre 80% de l’électricité dans notre pays.
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Répartition des centrales nucléaires sur le territoire français
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Le but d’une centrale nucléaire est de produire de l’électricité. Pour ce faire, on utilise la fission des atomes d’uranium enrichi (combustible) qui crée la réaction en chaîne dégageant une forte chaleur. Cette chaleur fait chauffer l’eau du circuit primaire formant ainsi de la vapeur. Et c’est la pression de cette vapeur qui permet de faire tourner une turbine entraînant un alternateur qui produit de l’électricité.
L’uranium enrichi est sous forme de pastilles. Ces pastilles sont empilées formant des crayons (gaines métalliques étanches), les crayons formant des assemblages. Ces derniers sont placés dans la cuve du réacteur. C’est ici qu’à lieu la réaction en chaîne. L’eau (qui est maintenue sous pression pour l’éviter de bouillir) est au contact direct de ces assemblages et atteint une température supérieure à 300°C. La circulation de cette eau est appelée circuit primaire.
Le but du circuit secondaire est de créer de la vapeur. Pour cela, l’eau du circuit primaire chauffe l’eau du circuit secondaire avec l’aide d’un générateur de vapeur jusqu’à ce que celle-ci chauffe et se transforme enfin en vapeur d’eau. Cette vapeur permet de faire tourner l’alternateur donnant naissance à de l’électricité. Cette vapeur est ensuite refroidie, redevient état liquide et recommence son cycle.
Un troisième et dernier circuit à pour objectif de refroidir la vapeur du circuit secondaire et d’évacuer la chaleur. C’est le rôle du condenseur (tubes d’eau froide circulant dans des tuyaux refroidissant la vapeur d’eau). L’eau circulant dans ce condenseur est puisée et ensuite rejetée dans la mer ou dans un fleuve. Une tour de refroidissement peut venir compléter le travail du cours d’eau ou de la mer : l’eau du condenseur est situé à la base de la tour et subit un refroidissement par le flux d’air ascendant dans la tour. La plupart de l’eau ainsi refroidie retourne vers le condenseur tandis qu’une partie s’évapore dans l’air, d’où les fumées blanches que l’on peut observer au dessus de certaines centrales nucléaires.
On peut noter que le système de fonctionnement d’une centrale nucléaire est le même qu’une centrale thermique à la seule différence du combustible qui est différent : pétrole, gaz, charbon
Schéma du fonctionnement d’une centrale nucléaire
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Schéma de la fission d’isotopes 235, responsables de la réaction en chaîne
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Le réacteur à eau pressurisée est le type de réacteur le plus utilisé dans le monde. En France, c’est le seul type de réacteur utilisé. Le combustible utilisé est de l’uranium enrichi, c’est-à-dire de l’oxyde d’uranium faiblement enrichi. Le combustible est en forme d’assemblage (voir la constitution d’un assemblage ci-dessus) : lieu de la réaction en chaîne. La cuve du réacteur contient, selon son type, entre 120 et 250 assemblages. Le circuit primaire contenant de l’eau qui circule au sein des assemblages à une chaleur très élevée (contact avec les assemblages très chauds).
Le REP est refroidi par une source froide comme un fleuve ou une mer (voir « fonctionnement d’une centrale nucléaire ») et parfois par une tour aéroréfrigérante qui permet de refroidir et de condenser la vapeur à la sortie de la turbine.
Les centrales nucléaires ne contribuent pas aux rejets de gaz à effets de serre puisqu’elles n’émettent pas de dioxyde carbone ou presque (le cycle complet du combustible, de l’extraction au traitement des déchets émet du dioxyde de carbone même s’il en émet beaucoup moins que les énergies fossiles). A l’heure actuelle, plus de 240 réacteurs sont en projets dans le monde.
Des inquiétudes subsistent quant aux risques potentiels liés à ces centrales nucléaires. De nombreux gouvernements européens songent à une relance de l’industrie électronucléaire afin de limiter ces émissions de gaz qui sont imminentes. En effet, les déchets radioactifs liés aux centrales nucléaires ne posent actuellement pas d’énormes problèmes, c’est pour l’avenir qu’il faut s’en faire. Les opinions publiques, elles aussi, commencent à se montrer plus compréhensives à ce sujet.
Répartitions des centrales nucléaires dans le monde : forte concentration en Europe de l’Ouest, aux Etats-Unis et au Japon
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Centrales_Nucleaires_fr.svg
L’énergie nucléaire pourrait bien trouver son compte en tant qu’énergie de transition vers le réchauffement climatique. La France mise beaucoup dessus même si son parc nucléaire demande toujours à s’étendre et à se renouveler. Cette énergie reste bien pratique même si le problème des déchets est encore à résoudre.