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L'énergie nucléaire: la fission et la fusion

Publié le 19/03/2012

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Le 2 décembre 1942, l'ère de l'énergie nucléaire s'ouvrit sur un cryptogramme, 'le navigateur italien est entré dans le nouveau monde'. Ce message émanant des savants de l'Université de Chicago était un signal convenu marquant la réussite de l'entrée en service du premier réacteur nucléaire du monde. Le 'navigateur' italien dirigeant l'équipe de chercheurs responsables de cette nouvelle conquête de la science était le physicien Enrico Fermi. Quatre ans plus tôt seulement, Fermi avait reçu un prix Nobel pour ses remarquables découvertes sur la fission nucléaire, principe du fonctionnement du premier réacteur. Dans les années trente, Fermi et d'autres avaient découvert que les atomes d'un isotope d'uranium, connu sous le nom d'uranium 235 (ou U-235), se scindaient en deux atomes plus légers lorsqu'il était bombardé par des neutrons.

« échangeur thermique Ci-dessous : L'examen rapide du réacteur au Dounrea y Experimental R eactor Establishment, Ecosse.

De s savants essaient de fournir des in­ s lallations adéquates pour l'irradiation du combustible .

Il s'agit ici d 'un examen, apr ès irradiation, de barreaux combustibles actifs à tra­ vers une ouverture en bromure de zinc d'une épaisseur de 1,5 m.

collecteur de vapeur basse pression A gauche: Réacteur nucléaire du même type que celui de la centrale atomique Calder Hall (Cumbria) en Angleterre.

Le combustible est ici l'uranium naturel.

Durant la fission, la chaleur émise élève la température du fluide calopor­ teur, le dioxyde de carbone.

Cette chaleur est alors utilisée dans l'é­ changeur pour chauffer la vapeur qui actionnera les turbines.

nucléaire du monde, le Nautilus, de la marine des Etats­ Unis.

En France et en Grande-Bretagne, la plupart des réac­ teurs sont refroidis par un gaz.

Généralement, on intro­ duit du dioxyde de carbone dans un circuit fermé de ca­ nalisations reliant le noyau du réacteur à la chaudière.

Des soufflantes électriques font circuler le gaz dans des conduites courant le long du noyau du réacteur, partant vers la chaudière et revenant de nouveau vers le réacteur.

Lorsque le gaz circule autour du combustible d'uranium, il ne capte pas seulement de la chaleur, il devient aussi de plus en plus radioactif.

En surveillant ce niveau de radioactivité, les ingénieurs peuvent alors estimer à quel moment il leur faut relever ou abaisser les barres de contrôle pour régler la vitesse de la réaction en chaîne.

La technologie des réacteurs atomiques franchit un pas décisif lorsque, dans les années cinquante, les premiers surrégénérateurs virent le jour.

Au lieu d'utiliser l'ura­ nium comme combustible, les surrégénérateurs mettent en oeuvre un métal radioactif appelé plutonium.

La ca­ ractéristique remarquable de ces réacteurs tient au fait qu'en produisant de la chaleur, ils fabriquent davantage de combustible qu'ils n'en utilisent.

Le plutonium se présente sous la forme d'un simple iso­ tope appelé plutonium 239.

Cet isotope subit une fission à la façon de l'uranium 235, chaque atome se scindant pour produire des neutrons qui peuvent prolonger la réaction en chaîne.

Toutefois, à l'inverse de l'uranium, il n'existe dans le plutonium aucun autre isotope suscepti­ ble de capter des neutrons et d'interrompre la réaction.

Le modérateur devient donc inutile.

L'aspect le plus ré-. »

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