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Le fonctionnement d'un réacteur
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Les réacteurs nucléaires utilisent la fission nucléaire pour produire de la chaleur, extraite des combustibles par un liquide caloporteur (qui transporte la chaleur). Une centrale nucléaire comporte trois circuits d'eau indépendants
Circuit primaire : transmettre la chaleur
Les pastilles d'uranium enrichi sont empilées dans des gaines métalliques étanches et placées dans une cuve en acier remplie d'eau. C'est cet assemblage qui constitue le cur du réacteur, dans lequel se produit la réaction nucléaire. Celle-ci chauffe l'eau de la cuve à plus de 300°C, mais elle ne bout pas car elle est maintenue sous pression.
Circuit secondaire : produire la vapeur
L'eau du circuit primaire transmet sa chaleur à un autre circuit fermé, par l'intermédiaire d'un générateur de vapeur. La vapeur fait tourner une turbine, qui elle-même entraîne un alternateur produisant de l'électricité. La vapeur est ensuite refroidie, retransformée en eau et renvoyée vers le générateur de vapeur pour un nouveau cycle.
Circuit de refroidissement : évacuer la chaleur
Pour que le système fonctionne en continu, il faut assurer son refroidissement. C'est le but du troisième circuit, qui n'intervient pas du tout dans la production électrique. Il sert à condenser la vapeur du circuit secondaire sortant de la turbine, grâce à un condenseur. Le condenseur prélève de l'eau froide au milieu extérieur : rivière ou mer.
C'est pourquoi la centrale doit être installée à proximité d'un cours d'eau. Pour éviter de trop réchauffer l'eau de la rivière, on utilise des
tours de refroidissement : c'est la fonction des immenses cheminées des centrales, dont la fumée blanche n'est rien d'autre que de la vapeur d'eau. L'eau chaude provenant du condenseur est refroidie par le courant d'air qui monte dans la tour.
Malgré des techniques avancées, seule 30% de l'énergie est transformée en électricité, le reste étant perdu sous forme de chaleur. Les centrales thermiques classiques ont un rendement un peu supérieur (45 à 50%), mais elles contribuent plus au réchauffement de l'environnement en induisant de l'effet de serre.
