Comment fonctionne une centrale nucléaire?
Comme charbon et au gaz plantes, les centrales nucléaires tournent l'énergie thermique du combustible en électricité en chauffant l'eau en vapeur. Les températures élevées et afflux de particules de vapeur dans l'air crée des pressions énormes qui poussent contre les aubes de turbines. Lorsqu'elle est appliquée contre la surface plane des ailettes, cette pression est transformée en force de torsion qui fait tourner la turbine autour de son axe. Par ailleurs, la turbine est fixée à une série d'engrenages qui tournent le rotor dans un générateur à induction électrique. Le rotor du générateur comme un puissant aimant permanent sur la fin. Lorsque le rotor tourne, l'aimant tourne dans une chambre fixe à l'intérieur du générateur appelé le stator. Les parois du stator sont alignés avec des faisceaux en boucle contenant des centaines de fils de cuivre. Lorsque l'aimant du rotor tourne dans le voisinage immédiat des boucles de fil / bobines du stator, il provoque courts mais puissants courants électriques vont et viennent dans une succession rapide. Ce phénomène est connu sous le nom électrique alternatif (AC) actuel.
Comment fonctionne Fission
Il existe deux types de réactions nucléaires: la fusion et de la fission. Les centrales nucléaires utilisent la fission contrôlée de l'isotope d'uranium Uranium-235 pour chauffer de grandes quantités d'eau en vapeur et faire tourner les turbines, ce qui induit la puissance AC dans le générateur.
Dans cette réaction de fission, des pastilles spéciales contenant une forte concentration de l'uranium-235 atomes sont empilés dans une série de 200 tubes parallèles appelé un «assemblage de combustible" qui est submergé d'eau. Comme atomes radioactifs présents dans les pastilles spontanément désintégration, les neutrons de haute énergie sont émis en tant que produit. Lorsqu'un tel neutron frappe un atome d'uranium 235, l'atome d'absorber pour devenir l'uranium-236. Parce que cet isotope est très instable, l'uranium-236 sera instantanément désintégration en baryum-141, le krypton-92, trois neutrons et environ 180 MeV d'énergie nette qui est absorbée par l'eau du réacteur sous forme de chaleur. Ces neutrons peuvent alors frapper d'autres uranium-235 atomes, a déclenché la désintégration de l'uranium-236 qui sera de nouveau tripler la quantité de neutrons dans le jeu. Cette croissance exponentielle du taux est connu comme une réaction nucléaire en chaîne.
Si rien, cette réaction en chaîne se traduirait par une explosion catastrophique, comme dans une bombe atomique. Cependant, les assemblages combustibles contiennent des structures spéciales appelées barres de commande qui peuvent être glissées dans et hors. Les barres de commande absorbent les neutrons de façon à limiter la vitesse de réaction en chaîne.
La consommation mondiale d'énergie nucléaire
Selon l'Institut de l'énergie nucléaire, il existe actuellement 436 l'exploitation de centrales nucléaires dans le monde, produisant un total de 2,598,000,000,000 kWh d'énergie par an (en 2008). Cela se traduit à peu près 16 pour cent de la consommation d'énergie de la planète entière pour l'année. Les Etats-Unis ont actuellement le plus grand nombre de plantes actives (104) mais ils fournissent seulement 19,7 pour cent de la consommation annuelle d'énergie du pays. France, d'autre part, dispose de 59 usines qui fournissent 76 pour cent de leur consommation annuelle d'énergie. De même, seule centrale nucléaire de la Lituanie fournit tout l'approvisionnement en énergie nucléaire 56 pour cent et 47 pour cent de la Slovaquie et de l'Ukraine consommation annuelle, respectivement 72 pour cent de leur consommation d'énergie.