Qu’est-ce que l’énergie nucléaire et comment fonctionne-t-elle ?

L’énergie nucléaire expliquée : qu’est-ce que l’énergie nucléaire et comment fonctionne-t-elle ?

La méthode consistant à exploiter l’énergie nucléaire des réacteurs nucléaires pour produire de l’électricité est connue sous le nom d’énergie nucléaire.

Une centrale nucléaire est une installation qui utilise l’énergie nucléaire pour produire de l’électricité. On trouve aujourd’hui des centrales nucléaires dans le monde entier, bien qu’elles soient plus populaires en France, au Japon et aux États-Unis.

L’énergie nucléaire est également utilisée par la Finlande, la Hongrie, la Russie et le Royaume-Uni.

Avec le développement du parc automobile électrique, l’énergie nucléaire sera très utile à l’avenir.

avantages de l'énergie nucléaire

Un bref aperçu de l’énergie nucléaire

En 1942, à l’université de Chicago, le physicien italien Enrico Fermi et son équipe ont créé la première réaction nucléaire en chaîne au monde.

En 1954, l’Union soviétique avait achevé la construction de la centrale nucléaire d’Obninsk, devenant ainsi le premier pays à utiliser l’énergie nucléaire pour produire de l’électricité pour un réseau électrique.

Plusieurs pays ont mis en œuvre des projets d’énergie nucléaire à grande échelle dans le cadre de leur politique énergétique nationale au cours des années 1960 et 1970.

La production d’énergie nucléaire était autrefois considérée comme un avantage en termes de réduction du changement climatique mondial en raison de ses faibles émissions de gaz à effet de serre.

Les inconvénients des réacteurs nucléaires, en revanche, ont de plus en plus aigri l’opinion publique sur cette technologie.

La tragédie de la centrale nucléaire de Three Mile Island, aux États-Unis, en 1979, la catastrophe de Tchernobyl, en Ukraine, en 1986, et la fusion de la centrale de Fukushima Daiichi, au Japon, en 2011, ont toutes souligné les dangers liés à l’hébergement de centrales nucléaires.

Le ministère français de l’écologie envisage de démanteler de nombreuses centrales nucléaires au profit de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire et l’énergie éolienne. Ainsi, la centrale nucléaire de Fessenheim a été arrêté au printemps 2021.

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Qu’est-ce que l’énergie nucléaire et comment fonctionne-t-elle ?

L’énergie nucléaire génère souvent de grands volumes de chaleur, qui sont ensuite utilisés pour produire de l’électricité.

La chaleur est ajoutée à l’eau pour créer de la vapeur, qui est ensuite utilisée pour faire fonctionner d’énormes turbines afin de produire de l’électricité. L’industrie nucléaire procède de deux manières :

  • Réacteur à eau bouillante (REB) :
    Un réacteur à eau bouillante (REB) fait bouillir de l’eau en utilisant du combustible nucléaire.
    Cette eau se condense en vapeur, qui entraîne d’énormes turbines. Les barres de combustible d’une centrale nucléaire BWR sont généralement constituées de minerai d’uranium.
    La désintégration radioactive des isotopes de l’uranium produit de la chaleur dans les barres de combustible en uranium (types d’atomes d’uranium).
    Le processus de collision entre les neutrons et les atomes pour diviser les atomes et libérer de l’énergie est connu sous le nom de fission nucléaire.
    Comme le cœur du réacteur génère plus de chaleur que nécessaire pour produire de la vapeur, les réacteurs à eau bouillante utilisent de grandes tours de refroidissement pour évacuer la chaleur et la vapeur supplémentaires.
  • Réacteur à eau pressurisée (REP) :
    Un réacteur à eau pressurisée (REP) est un réacteur à eau légère qui chauffe l’eau sous haute pression à l’aide de barres de combustible d’uranium.
    L’eau circule depuis le cœur du réacteur jusqu’à un générateur de vapeur, où elle chauffe une autre réserve d’eau, produisant ainsi de la vapeur, qui est utilisée pour faire tourner des turbines.
    Contrairement à un réacteur REB, ce type de réacteur maintient l’eau bouillante loin du combustible nucléaire. Cela permet de réduire les risques de catastrophe nucléaire.

Trois avantages de l’énergie nucléaire

Comparée à d’autres formes d’énergie, l’énergie nucléaire présente un certain nombre d’avantages.

  1. L’énergie nucléaire ne produit aucun gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone (CO2) ou le méthane (CH4), pendant la production d’énergie.
    Elle se distingue ainsi des autres combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel.
  2. La Terre dispose d’une abondante réserve d’uranium, qui peut facilement accueillir les systèmes d’énergie nucléaire existants.
    Il est à noter que l’uranium est un métal et non pas un fossile.
  3. Les centrales nucléaires ont un facteur de capacité élevé, ce qui signifie qu’elles offrent un bon rendement sur l’énergie utilisée pour les créer et les exploiter.
    Par rapport aux combustibles fossiles comme le charbon et le gaz naturel et aux énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien, le nucléaire est le plus à même de maximiser la plus grande production d’énergie possible pour une centrale à un moment donné.
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Trois inconvénients de l’énergie nucléaire

Les centrales nucléaires ont reçu moins d’investissements ces dernières années, malgré certains avantages inhérents. Cela est dû à quatre inconvénients majeurs :

  1. L’énergie nucléaire est moins rentable que le charbon ou le gaz naturel en raison des coûts d’obtention et de transport de l’uranium, ainsi que des coûts de construction et d’exploitation sûre d’une centrale. Cet effet peut devenir encore plus sensible si le coût de l’électricité solaire baisse.
  2. Les déchets nucléaires : les centrales nucléaires utilisent la fission nucléaire pour produire de l’énergie, et le combustible usé issu de ce processus est un déchet radioactif.
    Les déchets nucléaires doivent être soit conservés sur place, soit transférés par voie ferroviaire vers un lieu sûr.
    Il s’agit d’un processus coûteux et parfois risqué, et les réservoirs de stockage des déchets nucléaires, comme ceux du site de La Hague, peuvent laisser échapper un liquide radioactif dans la terre. Néanmoins, les normes de sécurité très élevées minimisent au maximum ce risque.
  3. L’énergie nucléaire repose sur des réactions en chaîne, qui provoquent des fusions.
    Ces réactions en chaîne peuvent devenir incontrôlables si elles ne sont pas correctement refroidies, neutraliser les mécanismes de sécurité et faire fondre le cœur du réacteur nucléaire, ce qui entraîne une « fusion du cœur ».
    Les centrales nucléaires telles que Tchernobyl en Ukraine, Three Mile Island en Pennsylvanie et Fukushima Daiichi au Japon ont toutes été détruites à cause de cela.