L’énergie nucléaire

Sommaire :

Introduction

Qu’est-ce que l’uranium

La production de l’uranium

L’utilisation de l’uranium

La centrale nucléaire

Les réacteurs nucléaires

Les grands accidents nucléaires

Introduction

L’énergie nucléaire est à la fois la source d’énergie la plus concentrée et la forme d’énergie la plus élaborée. Son utilisation militaire à été inaugurée par les bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki, qui ont mis fin à la Seconde Guerre Mondiale. Sa principale application civile est la production d’électricité.

Exploiter l’énergie nucléaire, c’est provoquer des réactions dans le noyau de l’atome pour produire de l’énergie.

Ces réactions comprennent : la fission – un noyau donne naissance à deux autres noyaux.

La fusion (réunion des deux noyaux).

Le processus de fission nucléaire est aujourd’hui la seule méthode maîtrisée à l’échelle industrielle.

Qu’est-ce que l’uranium

L’uranium est une source d’énergie construite d’atomes. L’atome est constitué d’une région centrale, le noyau atomique, autour de laquelle se déplacent les électrons soumis à l’action des forces électromagnétiques. Le noyau a une dimension 10 000 fois plus faible que celle de l’atome.

La production d’uranium

Après son extraction du sol, le minerai d’uranium est transformé pastille d’oxyde d’uranium. Ce combustible provoque des réactions nucléaires mais il ne brûle pas. Chaque pastille ne pèse que sept grammes et vaut pourtant une tonne de charbon. Dans chaque réacteur d’une centrale, il y a plus de treize millions de ces pastilles, qui permettent le fonctionnement du réacteur pendant trois ans.

Les pays les plus producteurs en 1997 sont :

Canada : 11 908 tonnes

Australie : 5 520 tonnes

Niger : 3 497 tonnes

Namibie : 2 887 tonnes

Etats-Unis d’Amérique : 2 170 tonnes

Russie : 2 000 tonnes

L’utilisation de l’uranium

La centrale nucléaire

 

Dans une centrale nucléaire, comme dans toute les centrales thermiques, on produit de la vapeur d’eau sous pressions pour faire tourner un ensemble de turbine-alternateur et obtenir ainsi du courant électrique. Mais la chaleur nécessaire pour faire bouillir l’eau est fournie par de l’uranium placé dans une solide cuve d’acier. L’ensemble constitue le réacteur nucléaire.

Quand elle fonctionne normalement , la centrale nucléaire ne rejette pratiquement aucune substance polluante. Par contre, les produits présents dans le cœur du réacteur sont extrêmement radioactifs, donc très dangereux, et ne doivent en aucun cas s’en échapper. C’est pourquoi cette centrale comporte deux circuits d’eau. Ainsi, l’eau circule dans le cœur (circuit primaire) ne sort pas du réacteur et fournit sa chaleur à l’eau de l’autre circuit (bleu) dans les générateurs de vapeur.

 

Les réacteurs nucléaires

Les différents types de réacteurs

Selon la nature du combustible, du modérateur et du réfrigérant utilisés, on distingue différents types de réacteur :

Les réacteurs graphite-gaz qui emploient de l’uranium naturel comme combustible, du graphite comme modérateur et du gaz carbonique sous pression comme caloporteur.

Les réacteurs à eau ordinaire utilisent de l’uranium enrichi à 3%. La réaction est modérée et refroidie à l’eau ordinaire.

Les réacteurs à eau lourde consomment de l’uranium naturel, emploient de l’eau lourde comme modérateur et celle-ci sous pression comme caloporteur.

Les réacteurs à haute température refroidis au gaz utilisent de l’uranium hautement enrichi, du graphite comme modérateur, de l’hélium comme caloporteur.

La protection du réacteur

La protection des produits radioactifs est assurée par des barrières entre le combustible et l’extérieur de la centrale nucléaire.

La première barrière est constituée par les gaines qui contiennent les pastilles d’uranium. La deuxième barrière est constituée par l’enveloppe du circuit primaire (voir :la centrale nucléaire), renfermant un réfrigérant toujours contaminé. La troisième barrière est l’enceinte de confinement construite pour retenir les neutrons et les produits radioactifs.

Les réacteurs sont munis de sécurités qui leur imposent des limites très strictes. Si les seuils imposés ne sont pas respectés, des barres de sécurité arrêtent automatiquement la réaction.

 

Les accidents nucléaires

De nombreux incidents se produisent chaque année dans les centrales nucléaires, mais ils sont très rares. L’un d’eux survint le 18 mars 1979 dans la centrale à eau de Three Miles Island, en Pennsylvanie. La circulation du réfrigérant fut rétablie à temps et évita la fusion du combustible, qui aurait put traverser la cuve du réacteur et s’enfoncer dans le sol.

L’accident le plus grave eut lieu le 26 Avril 1986, dans la centrale de Tchernobyl, en Ukraine .Cette centrale emploie de l ‘uranium enrichi ,du graphite comme modérateur et de l’eau ordinaire bouillante comme réfrigérant .l’accident à été favorisé par le fait que les réacteurs de ce type sont instables .Par suites d’ une séries d’erreurs humaines, une explosion se produisit , détruisant une partie du réacteur et provoquant un incendie .La gravité de l’accident tient surtout sur le fait que le réacteur fonctionnait sans enceinte de confinement (voir la centrale nucléaire). L’incendie libéra a peu près 5000 fois plus de radioactivité que ce que rejette en un an une centrale en ordre de marche .Un nuage radioactif s’ étendit sur toute l’Europe et fit plusieurs fois le tour de la terre .Plus de 600 000 personnes furent plus ou moins contaminées en Ukraine . Douze ans après, la chape de béton abritant le réacteur menaçait de s’effondrer, faute de travaux.

Lexique :

caloporteur :fluide qui circule dans une machine

thermique et en évacue la chaleur.

électrons :particule de la partie externe de l’atome.

  graphite :carbone naturel.

hélium :gaz rare de l’air. Il est plus léger que l’air.

neutrons :particule fondamentale, constituant du

noyau atomique.