L'énergie nucléaire a été utilisée pour produire de l'électricité depuis les années 1950. Aujourd'hui, il y a 104 centrales nucléaires aux Etats-Unis qui produisent 20% de l'électricité de la nation. Beaucoup de gens pensent de l'énergie nucléaire est vitale pour l'avenir, mais les craintes persistent quant à la sécurité.
Instructions
1 Enrichir l'uranium 235 (U-235) d'origine naturelle. U-235 est un élément faiblement radioactif qui est assez commun. Il contient une petite quantité (0,7%) d'une autre forme de l'uranium, l'isotope U-238. U-238 est plus radioactif et émet des particules alpha. Si la concentration est suffisamment élevée (environ 3%), ce rayonnement va commencer frappant atomes U-235 beaucoup plus souvent. Lorsque cela se produit, les U-235 se divise en atomes, libérant de l'énergie sous forme de chaleur et de 2 ou 3 neutrons, qui peut ensuite frapper et diviser plus atomes U-235, la poursuite du processus (ce phénomène est appelé la fission nucléaire). Enrichir U-235 signifie pour affiner jusqu'à ce qu'il contient 3% d'U-238.
2 Produire le U-235 enrichi sous la forme de petites boulettes d'environ 1 po de long et 1/2-inch de diamètre. Assembler ces derniers dans de longues tiges. Ces tiges sont les éléments combustibles d'une centrale nucléaire et seront placés dans les faisceaux à l'intérieur en même temps que les autres composants.
3 Construire le réacteur nucléaire. Le coeur d'un réacteur nucléaire comporte des espaces pour les barres de combustible (de l'étape 2) et des barres de commande qui peuvent être soulevées et abaissées, passant entre les barres de combustible. Lorsque les barres de contrôle sont élevés, les neutrons étant émis par la fission des atomes U-235 va frapper et divisé assez supplémentaires atomes U-235 pour faire la réaction auto-entretenue (ce qu'on appelle une réaction en chaîne). Si les barres de commande sont abaissées, elles absorbent une partie des neutrons, ce qui ralentit la réaction. Pour arrêter le réacteur complètement, les barres de contrôle sont supprimés tout le chemin dans le cœur du réacteur.
4 Passer les conduites de vapeur à travers le coeur du réacteur. L'eau est pompée à travers ces tubes et la chaleur produite par la réaction nucléaire chauffe l'eau, il se transforme en vapeur. La vapeur d'eau se transforme alors une turbine beaucoup comme ceux utilisés dans les centrales électriques au charbon ordinaires (où la combustion du charbon est le moyen de chauffage de l'eau). La turbine tourne d'un générateur électrique, la production d'électricité.
5 Placer tout à l'intérieur d'une structure de confinement. Le rayonnement et la matière nucléaire des barres de combustible sont extrêmement dangereuses si elles sont mal contrôlées. Une structure de confinement maintient le rayonnement parasite de fuir et empêche la fuite en cas d'accident.
6 Fournir un moyen sûr de stocker les barres de combustible irradié car ils sont utilisés jusqu'à. Bien qu'une tige de combustible usé ne produira pas plus d'électricité, il est encore dangereusement radioactifs et le restera pendant des centaines ou des milliers d'années. Jusqu'à présent, il n'y a pas d'utilisation connue pour les déchets nucléaires (sauf pour faire un soi-disant «bombe sale» pour diffuser le rayonnement létale sur une cible) et aucun moyen de traiter les déchets en une forme moins radioactif. Heureusement, au fil du temps, les scientifiques et les ingénieurs ont mis au point des méthodes extrêmement sûres et sécurisées pour le stockage des déchets nucléaires.
Conseils et avertissements
- Normal enrichi U-235 ne peut pas être utilisé pour fabriquer une bombe atomique. Pour déclencher une explosion atomique de l'uranium doit contenir plus de 90% d'U-238.
- Théoriquement, il existe d'autres façons de transformer l'énergie nucléaire en électricité. Le plus prometteur est la fusion, ce qui oblige certains types d'atomes (isotopes de l'hydrogène et de l'hélium), ainsi que, en libérant beaucoup plus d'énergie. Cette méthode serait non seulement plus efficace, il ne produit pas de déchets nucléaires d'une réaction de fission et ainsi. Donc, la fusion nucléaire contrôlée jusqu'à présent n'a été atteint que dans des expériences de laboratoire.