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- La différence avec une centrale thermique ordinaire
- La centrale nucléaire utilise des réactions de fission pour produire la chaleur, qui sera utilisée comme dans une centrale classique pour produire de la vapeur à haute pression, qui sera utilisée pour entrainer des turbines.
L'entretien de la centrale nucléaire est spécifique: il faut remplacer les barres de combustible alors qu'elles ont encore 96% de matière fissible. Ce sont certains produits de la fission qui rendent les barres de combustible instable.
- Le fonctionnement de la centrale nucléaire
- La production de chaleur repose sur la fission d'uranium. L'uranium est instable: il se décompose spontanément en des éléments plus petits avec production de chaleur et de quelques neutrons exédentaires. C'est la radioactivité naturelle de l'uranium.
Mais cette radioactivité naturelle est trop faible pour produire de l'électricité dans une centrale. Les neutrons qui sont absorbés par l'uranium produisent une fission instantanée. C'est la réaction en chaine qu'il faut controler dans la centrale pour éviter que la réaction ne s'emballe.
- Les poisons nucléaires
- Ce sont des éléments qui sont produits par la fission. Ils continuent à se transmuter jusqu'à ce qu'ils arrivent à un état stable, mais entretemps ils peuvent fausser le fonctionnement du réacteur.
- Les mesures de sécurité
- Une centrale nucléaire dispose de nombreuses mesures de sécurité pour mettre automatiquement le réacteur à l'arrêt en cas de problème. Les systèmes de sécurité sont doubles et même triples. Le réacteur pourrait continuer à fonctionner normalement sur le système de secours (qui lui-même est redondant).
Il est important que la centrale nucléaire dispose en tout temps d'une alimentation électrique pour faire fonctionner les pompes qui vont évacuer la chaleur. Même à l'arrêt, le réacteur continue à produire de la chaleur (c'est la chaleur libérée par la fission naturelle).
- L'effet Cerenkov
- L'effet cerenkov est la lueur bleue qui apparait dans les cuves de refroidissement où est stocké le combustible nucléaire en provenance du réacteur.
La fission spontanée de l'uranium produit des neutrons. Cette radioactivité naturelle est importante, mais n'est pas suffisante pour produire de l'énergie électrique de façon économique.
Mais les neutrons qui sont absorbés par des atomes d'uranium produisent une fission immédiate, libérant à nouveau de l'énergie et des neutrons. C'est une réaction en chaine qui se met en route. Plusieurs systèmes sont mis en œuvre pour stabiliser cette réaction en chaine.
Le réacteur est intrinsèquement sûr s'il peut se stabiliser de lui-même. Certains types de réacteurs, comme ceux modérés au graphite sont moins stables et le fonctionnement du réacteur doit être mieux surveillé. Quand on modifie constamment la puissance du réacteur, on rend celui-ci instable. Et quand on combine les deux effets, on obtient la catastrophe de Chernobyl.
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La fission spontanée de l'uranium produit des neutrons. Cette radioactivité naturelle est importante, mais n'est pas suffisante pour produire de l'énergie électrique de façon économique.