Les centrales nucléaires (Histoire et fonctionnement)
Publié le 11/10/2018
Extrait du document
Le circuit de refroidissement
Toujours pour éviter une éventuelle contamination radioactive au cas où, malgré toutes les précautions prises, l'eau du circuit secondaire serait entrée en contact avec celle du circuit primaire, le circuit secondaire est lui aussi hermétique. Sa vapeur, une fois utilisée par les turbines, n'est pas rejetée dans l'atmosphère, mais refroidie et renvoyée dans le générateur de vapeur.
Le circuit de refroidissement indépendant des deux autres, fonctionne à partir d'une source d'eau froide extérieure - une rivière, un fleuve, la mer. L'eau froide est pompée et baigne un condenseur au sein duquel circule la vapeur sortant des turbines. La vapeur se condense avant de retourner vers le générateur de vapeur, et l'eau extérieure, légèrement échauffée, est rejetée.
Si la source d'eau froide a un débit limité ou si l'on souhaite éviter d'en perturber l'équilibre écologique, on refroidit préalablement l'eau utilisée avant de la rejeter. Ce refroidissement se fait dans des tours de refroidissement ou
« aéroréfrigérantes ». Une partie s'y évapore et forme les panaches blancs caractéristiques des centrales nucléaires.
neutrons. Leur immersion plus ou moins partielle depuis le couvercle de la cuve du réacteur permet de maîtriser la réaction en chaîne. Leur immersion totale dans le cœur la stoppe en environ 2 secondes, tandis qu'elle reprend d'elle-même quand on les enlève. En effet l'uranium initie sa propre fission dés qu'une certaine masse de produit dite masse critique, se trouve réunie.
Circuits ET production électrique
Qu'elles soient hydrauliques, thermiques, éoliennes, solaires ou nucléaires, toutes les centrales de production électrique fonctionnent sur le même principe : il s'agit de mettre en mouvement des turbines couplées à un alternateur.
Dans une centrale nucléaire, la turbine est mise en mouvement par la pression d'un couple de circuits d'eau chauffés au contact du réacteur. Elle tourne à 1 500 tours par minute. L'alternateur qu'elle entraîne convertit l'énergie mécanique en courant électrique par induction.
On distingue 3 circuits distincts dans la production et le traitement de l'énergie fournie par le réacteur.
Le circuit primaire L'uranium enrichi, c'est-à-dire dont la proportion en uranium 235 a été augmentée, est conditionné sous forme de pastilles. Ces pastilles sont
LA CATASTROPHE DE TCHERNOBYL
Le 26 avril 1986, à 1 h 23, les ingénieurs de la centrale nucléaire de Tchernobyl, en Ukraine, procèdent à des essais dans des conditions instables sur le réacteur n°4. Le contrôle leur échappe et la réaction s'emballe, provoquant l'ébullition de l'eau du circut de refroidissement et une brusque augmentation de puissance.
L'insertion des barres de contrôle ne suffit pas à faire chuter la pression et une première explosion souffle la dalle supérieure du réacteur-qui pèse pourtant 2 000 tonnes. La chute de pression dans les tubes de force provoque une ébullitiongénérale et une nouvelle augmentation de puissance qui entraîne une seconde explosion. Cinq tonnes de combustible radioactif sont projetées dans l'atmosphère. Le cœur du réacteur principal est béant; il continuera de brûler pendant 10 jours.
Vingt-hut des sauveteurs qui sont intervenus,gravement irradiés, meurent dans les jours qui suivent.
Dans un premier temps les dirigeants soviétiques nient la catastrophe.
Pourtant dès le lendemain, l'évacuation des villes de Tchernobyl et Pripiat commence ; au total, 130 00 personnes sont mises à l'abri.
On constate aujourd'hui, en Ukraine, Russie et Biélorussie, un nombre alarmant de cancers de la thyroïde dus à l'iode radioactif craché par le réacteur. Quant aux autorités de l'époque, elles s'en tenaient fin 1986, au bilan de 31 morts et 277 blessés...
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le
circuit de refroidissement
Toujours pour éviter une éventuelle
contamination radioactive au cas où,
malgré toutes les précautions prises,
l'eau du circuit secondaire serait entrée
en contact avec celle du circuit
primaire, le circuit secondaire est lui
aussi hermétique.
Sa vapeur, une fois
utilisée par les turbines, n'est pas
rejetée dans l'atmosphère, mais
refroidie et renvoyée dans le
générateur de vapeur.
Le circuit de refroidissemen�
indépendant des deux autres,
fonctionne à partir d'une source d'eau
froide extérieure -une rivière, un
fleuve, la mer.
L'eau froide est pompée
et baigne un condenseur au sein
duquel circule la vapeur sortant des
turbines.
La vapeur se condense avant
de retourner vers le générateur de
vapeur, et l'eau extérieure, légèrement
échauffée, est rejetée.
Si la source d'eau froide a un débit
limité ou si l'on souhaite éviter d'en
perturber l'équilibre écologique, on
refroidit préalablement l'eau utilisée
avant de la rejeter.
Ce refroidissement
se fait dans des tours de
refroidissement ou
« aéroréfrigérantes ».
Une partie s'y
évapore et forme les pDnDches biDncs
caractéristiques des centrales
nucléaires.
SUPERPHÉNIX
ET LES SURGÉNÉRATEURS
PRINCIPE DU SURGtNtRATEUR
Un surgénérateur est un type particulier
de réacteur qui consomme de la
matière fissile, mais qui, au terme de la
reaction.
a produit plus de combustible
qu'il n'en a consommé.
Dans un réacteur classique, la fission
nucléaire produit des neutrons à
grande vitesse qu'il faut contenir en
partie pour éviter que la reaction en
chaîne ne s'emballe et n'aboutisse à
l'explosion.
On utilise pour cela des
barres de cadmium ou de bore qui les
absorben� tout en restant inertes.
Dans un
surgénérDteur,
on a remplacé le
cadmium ou le
bore par de
l'uranium 238,
c'est-à-dire la
partie du
minerai d'uranium
inutilisable dans
les centrales classiques.
Lorsqu'il
absorbe un neutron, l'uranium 238
devient du plutonium 239 qui, lui, n'est
pas inerte et sert de combustible au
surgenérateur.
Le surgénérateur est donc un réacteur à
plutonium qui régénère son propre
carburant à partir d'uranium 238, un
déchet de l'industrie nucléaire
classique.
La fission du plutonium
3 neutrons.
1 sert à la fission d'un
nouvel atome de plutopium pour
entretenir la réaction en chaîne, les
2 autres servent à transformer 2 atomes
d'uranium 238 en plutonium.
La fission
initiale d'un atome de plutonium
aboutit donc à la formation de deux
nouveaux atomes de ce même
plutonium.
À plein régime, le
surgénérateur produit donc plus de
combustible qu'il n'en consomme.
De
cette propriété vient son nom.
INCONvtNIENTS DES SURGtNtRATEURS
Les surgénérateurs ont été développés
dans les années 1950-1960, à une
époque où l'on pensait les ressources
en uranium très limitées, et la
croissance des besoins en électricité
très importante.
Mais la consommation
d'énergie en 2000 représente en fin de
compte moins de 10% des projections
d'alors, et il s'est par ailleurs avéré
depuis que l'uranium est beaucoup
moins rare qu'on avait pu l'imaginer.
Prix U.S.
$/l.
»
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