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nucléaire, centrale - physique.

Publié le 24/04/2013

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nucléaire, centrale - physique. 1 PRÉSENTATION nucléaire, centrale, ensemble des installations d'une usine produisant de l'électricité à partir d'énergie nucléaire. L'énergie électrique est obtenue par transformation de la chaleur dégagée lors de la fission du combustible nucléaire constitué de noyaux lourds, tels que ceux de l'uranium235. 2 ÉLÉMENTS FONCTIONNELS D'UNE CENTRALE NUCLÉAIRE Une centrale nucléaire se compose de trois unités principales : le réacteur -- au coeur duquel se déroulent les fissions nucléaires -- et les échangeurs de chaleur (ou générateurs de vapeur), dans lesquels la chaleur produite par le réacteur est transformée en vapeur ; le groupe turboalternateur, où la vapeur subit une détente dans les parties à haute, moyenne et basse pression ; le condenseur -- parcouru par des tuyaux contenant de l'eau très froide --, qui condense la vapeur. Cette dernière est ensuite entraînée par la pompe d'alimentation qui la comprime à la pression voulue, puis est introduite dans la chaudière nucléaire. 3 CYCLE DU COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE Pour un réacteur à eau pressurisée, le cycle du combustible nucléaire comprend les étapes suivantes : préparation des matières premières dans les mines, transformation du combustible dans le réacteur, puis retraitement et stockage des produits usés. L'uranium naturel, contenant 0,7 p. 100 d'uranium-235, est obtenu à partir d'un minerai qui est concentré par broyage, puis envoyé dans une usine de transformation où il est converti en hexafluorure d'uranium (UF6). Ce gaz est enrichi à environ 3 p. 100 (d'uranium-235), transformé en poudre d'oxyde d'uranium puis en pastilles de céramique d'oxyde. Ces pastilles sont alors placées dans des barreaux résistant à la corrosion ; ceux-ci sont assemblés en éléments de combustible, puis expédiés vers la centrale nucléaire. Un réacteur à eau pressurisée typique (900 MW) utilise environ 200 éléments de combustible, dont le tiers est remplacé chaque année du fait de l'épuisement de l'uranium235 et de la formation de produits de fission qui absorbent les neutrons. À la fin de son cycle de vie, le combustible -- contenant alors des produits de fission -- est extrêmement radioactif ; il émet donc une quantité considérable d'énergie résiduelle. Le combustible déchargé est placé pendant au moins un an dans des piscines de stockage contenant de l'eau. À la fin de la période de refroidissement, les éléments de combustible épuisé sont expédiés dans des conteneurs étanches, soit vers des installations de stockage définitif, soit vers une usine de retraitement chimique, telle que l'usine Cogema de la Hague. Dans ces usines, l'uranium inutilisé et le plutonium produit dans le réacteur sont récupérés et recyclés en nouveaux é...

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« au cours desquels le combustible est détérioré et les systèmes de sécurité ne fonctionnent pas correctement.

Le principal danger est une dégradation plus ou moins pousséedu combustible qui peut aller jusqu’à sa fusion.

Les produits de fission circulent alors dans le réfrigérant et, si le circuit de refroidissement est défaillant, les produits defission pénètrent dans le bâtiment du réacteur. Le fonctionnement d’un réacteur repose sur une instrumentation de contrôles-commandes des systèmes de sécurité élaborés devant conduire à son arrêt lors decirconstances anormales.

La conception des réacteurs à eau pressurisée comprend un système de sécurité supplémentaire consistant en une injection de bore dans leliquide de refroidissement afin d’absorber les neutrons et d’arrêter une éventuelle réaction en chaîne.

Les réacteurs à eau légère fonctionnent sous pression élevée deréfrigérant.

Dans le cas d’une rupture de canalisation importante, le réfrigérant s’échapperait brutalement sous forme de vapeur et le cœur ne serait plus refroidinormalement.

Pour faire face à ce danger éventuel, des systèmes de refroidissement d’urgence sont déclenchés automatiquement par la perte de pression du réfrigérantprimaire.

Dans le cas d’une fuite de vapeur dans l’enceinte de confinement, provoquée par une rupture du circuit du réfrigérant primaire, des refroidissements par arrosagesont déclenchés pour condenser la vapeur et éviter une augmentation dangereuse de la pression dans l’enceinte. 4.3 Tchernobyl Le 26 avril 1986, l'un des quatre réacteurs de la centrale nucléaire de Tchernobyl explose, provoquant la plus grande catastrophe de l'histoire du nucléaire civil.

D’après lerapport officiel publié en août, l’accident a été provoqué par des essais non autorisés.

Le réacteur n’a pu être contrôlé ; il y a eu deux explosions, le couvercle du réacteur aété soufflé et le cœur s’est enflammé en brûlant à des températures de l’ordre de 1 500 °C.

Environ 135 000 personnes ont été évacuées dans un rayon de 30 km autour dela centrale.

Plus de trente techniciens de la centrale et sauveteurs qui sont intervenus sur le site pendant l’accident sont morts. Les conséquences de cet accident nucléaire sont multiples, terrifiantes et toujours d'actualité.

En effet, les retombées radioactives du nuage radioactif créé suite àl'explosion du réacteur ont touché un très large périmètre, principalement l'Ukraine et la Biélorussie, mais aussi la Finlande, la Scandinavie, la Pologne, l'Allemagne, laFrance et l'Italie.

Les effets biologiques et génétiques engendrés par les retombées radioactives sont terrifiants et bien connus à Nagasaki et Hiroshima.

Des milliers depersonnes décéderont prématurément de divers cancers, notamment celui de la thyroïde.

Par ailleurs, les retombées radioactives entraînent des conséquences écologiqueset économiques catastrophiques, notamment en Ukraine et en Biélorussie où la dégradation des sols a considérablement réduit l'activité de l'agriculture.

En outre, il n'estpas exclu que la catastrophe de Tchernobyl n'ait pas eu de répercussions sur la couche d'ozone. À l'origine de l'explosion, une erreur humaine certes, mais surtout une erreur matérielle : la centrale nucléaire de Tchernobyl était équipée d'un réacteur RBMK, réacteurtrès courant dans les pays d'Europe de l'Est, qui présente non seulement des risques intrinsèques liés à son mode de fonctionnement, mais également très peu de systèmesde sécurité supplémentaires, contrairement aux centrales occidentales à eau pressurisée (PWR).

De plus, le réacteur de Tchernobyl n’avait pas de bâtiment de confinement.Une telle structure aurait empêché les produits radioactifs de s’échapper du site.

Une fois les opérations de secours terminées, le réacteur a été recouvert de béton.

En 1988cependant, les trois autres réacteurs de Tchernobyl étaient de nouveau en fonctionnement.

Enfin, l'arrêt définitif et symbolique de la centrale de Tchernobyl a été signé le15 décembre 2000. 4.4 Retraitement du combustible Le stade de retraitement du combustible comporte plusieurs risques radiologiques.

L’un de ceux-ci correspond à l’échappement de produits de fission si une fuite devait seproduire sur l’installation chimique et le bâtiment qui l’entoure ; un autre est lié au faible échappement régulier de gaz radioactifs inertes comme le xénon et le krypton.

Leretraitement est effectué principalement en France (Cogema) et au Royaume-Uni (British Nuclear Fuels Limited).

Le Japon dispose également d’une usine pilote deretraitement nucléaire à Tokai-Mura, mais celle-ci a été arrêtée à la suite d’un grave accident survenu le 11 mars 1997 ; elle pourrait cependant reprendre prochainementdu service. Par ailleurs, la séparation du plutonium-239 par le retraitement chimique soulève des inquiétudes, car ce composé peut être utilisé pour la fabrication d’armes nucléaires.Des mesures de sécurité améliorées et une inspection accrue de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) présentent les meilleures garanties contre le risque dedétournement du plutonium. 4.5 Gestion des déchets Le dernier stade du cycle nucléaire, la gestion des déchets, demeure l’un des sujets les plus controversés.

La question principale n’est pas, dans ce cas, le danger actuel,mais celui causé pour les générations futures, car beaucoup de déchets nucléaires restent radioactifs pendant des milliers d’années.

La technologie de préparation etd’emballage des déchets est relativement sûre.

Les difficultés proviennent du choix des lieux de stockage et de la façon de stocker les déchets.

Un stockage définitif, maispotentiellement accessible, dans des formations géologiques stables, semble être la meilleure solution. Voir aussi électricité, production et distribution de l’ ; nucléaire, chimie ; thermonucléaire, énergie. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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