Nucléaire

L’énergie nucléaire : Un guide facile à comprendre sur l’énergie atomique.

L’énergie nucléaire suscite l’intérêt du public depuis des décennies. De la guerre nucléaire aux effondrements de centrales électriques, la production d’énergie nucléaire a été présentée comme une technologie mystérieuse et dangereuse. Cependant, ces dernières années, la réaction du public à l’énergie nucléaire a commencé à changer. L’énergie nucléaire est sous les projecteurs durables et la peur du passé est remplacée par des faits pour l’avenir. Au lieu d’être nocive et dangereuse, l’énergie nucléaire est lentement reconnue pour son potentiel à aider l’environnement et à fournir de l’électricité au monde. Voici ce que vous devez savoir sur la puissance de l’énergie nucléaire.

Qu’est-ce que l’énergie nucléaire et comment ça marche ?

L’énergie nucléaire a un impact significatif, mais son énorme potentiel énergétique provient d’une source infime. C’est parce que l’énergie nucléaire commence avec les atomes, les minuscules éléments qui composent le monde qui nous entoure. Les atomes sont constitués de boîtiers électriques sphériques qui tournent autour du centre de l’atome. Ces boîtiers sont constitués d’une couche interne contenant deux électrons et de plusieurs couches externes contenant jusqu’à huit électrons ou plus. Lorsque les électrons se déplacent, ils sont maintenus dans leurs enveloppes par une force électrique. À l’intérieur des cercles d’électrons se trouve le noyau, composé de protons et de neutrons. Les protons contiennent une charge électrique positive et attirent les électrons en rotation, qui portent une charge négative. Les électrons les plus proches des protons ont l’attraction la plus puissante, tandis que les électrons les plus éloignés des protons peuvent avoir une attraction beaucoup plus faible. Les électrons avec une attraction plus faible peuvent être libérés de l’orbite, et lorsqu’une force est appliquée lors de la libération de l’orbite, les électrons peuvent être envoyés vers un autre atome. Lorsque cet échange d’électrons se produit, les électrons créent de l’électricité. Les liaisons qui maintiennent ensemble les particules du noyau contiennent de grandes quantités d’énergie. Ces liaisons puissantes peuvent être brisées par un processus de division atomique appelé fission nucléaire. Lorsque cela se produit, l’énergie nucléaire est libérée et peut être utilisée pour produire de l’électricité.

Comment l’énergie nucléaire est-elle produite ?

La fission nucléaire soutenue est le moteur de la production d’énergie atomique. Selon l’Energy Information Administration (EIA) des États-Unis, les centrales nucléaires utilisent la fission nucléaire pour produire de l’énergie nucléaire, et la majorité utilisera des atomes d’uranium dans le processus. L’énergie nucléaire peut également être produite lorsque les atomes fusionnent – un processus connu sous le nom de fusion nucléaire – et qu’un atome plus gros est créé. Bien que la fission nucléaire soit un processus naturel, la fission nucléaire à base d’atomes d’uranium induite par l’homme est plus courante dans les centrales nucléaires, car la fission nucléaire standard est plus difficile à contrôler. L’uranium destiné à la fission nucléaire est également appelé combustible nucléaire ou uranium enrichi. Le type d’uranium le plus couramment utilisé est l’U-235, un isotope dont les atomes sont plus faciles à scinder à l’intérieur d’un réacteur nucléaire. Lorsque la fission nucléaire a lieu avec un atome d’uranium, un neutron frappe et divise l’atome, libérant plus de neutrons, de chaleur et d’énergie de rayonnement. Les neutrons ont continué à être libérés et à entrer en collision avec davantage d’atomes d’uranium, créant une réaction nucléaire en chaîne. Les centrales électriques peuvent contrôler cette réaction en chaîne jusqu’à ce que le processus ait produit la quantité d’énergie nécessaire.

Comment fonctionnent les réacteurs nucléaires ?

Les réacteurs nucléaires sont les machines chargées de contrôler la fission nucléaire et les réactions nucléaires en chaîne dans les centrales nucléaires. C’est à l’intérieur de ces réacteurs que se déroulent ces processus. Une méthode pour entretenir une réaction en chaîne de fission génératrice d’énergie consiste à utiliser du combustible à l’uranium comme combustible nucléaire. L’uranium est comprimé en pastilles de céramique d’un pouce de long, qui sont ensuite stockées dans des barres de combustible. Une pastille d’uranium enrichi individuelle peut produire environ la même quantité d’électricité générée par une tonne de charbon. Ces crayons sont ensuite affectés à un assemblage combustible, groupe de 200 crayons combustibles ou plus. Une conception typique de réacteur nucléaire permet le confinement de centaines d’assemblages combustibles. À l’intérieur d’un compartiment du réacteur appelé cuve du réacteur, les barres de combustible sont immergées dans de l’eau de refroidissement modératrice. L’eau sert de modérateur et tempère la production répétée de neutrons résultant de la fission, tandis que des barres de contrôle sont insérées et retirées pour réduire ou augmenter les taux de réaction. Pendant ce temps, la chaleur de la fission transforme l’eau en vapeur nécessaire au fonctionnement d’une turbine.

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A quoi sert l’énergie nucléaire ?

L’énergie nucléaire génère de la chaleur, qui est utilisée pour créer de la vapeur. Cette vapeur d’origine nucléaire est ensuite utilisée pour alimenter une turbine qui génère de l’électricité en tournant. La chaleur nucléaire et la vapeur sont utilisées pour produire de l’électricité. Les États-Unis utilisent l’énergie nucléaire depuis plus de six décennies. Il est responsable de plus de 30 % de la production mondiale d’électricité nucléaire.

L’énergie nucléaire est-elle propre et durable ?

L’énergie nucléaire a été saluée pour produire de l’énergie à faible émission de carbone et a même été considérée comme un producteur d’énergie sans carbone. L’énergie nucléaire est la deuxième source mondiale d’électricité à faible émission de carbone après l’hydroélectricité. L’énergie nucléaire vient juste après l’énergie solaire et éolienne dans la comptabilisation des émissions de dioxyde de carbone et surpasse les autres formes d’énergie dans le calcul des dommages à l’environnement et de la pollution. En 2020, la production d’énergie nucléaire aux États-Unis a évité la production de plus de 471,3 millions de tonnes métriques d’émissions de carbone par rapport à la production d’énergie fossile. L’énergie nucléaire est également la première source d’énergie électrique qui n’émet pas de gaz à effet de serre (GES) lors de la production d’électricité, représentant plus de 70 % de l’énergie sans GES. Non seulement l’énergie nucléaire produit moins de pollution tout en étant moins nocive pour l’environnement, mais elle ne crée pas les produits chimiques toxiques que sont le dioxyde de soufre ou l’oxyde d’azote que l’on trouve dans les pluies acides. En d’autres termes, en éliminant les polluants responsables des pluies acides, l’énergie nucléaire aide à garder l’air pur. De plus, l’énergie nucléaire ne dépend pas des conditions météorologiques. Contrairement à l’éolien et au solaire, la production d’énergie nucléaire peut se produire indépendamment de la configuration des vents ou de l’heure de la journée.

L’énergie nucléaire est-elle renouvelable ?

L’énergie nucléaire est peut-être une source d’énergie propre à zéro émission, mais est-elle considérée comme une source d’énergie renouvelable ? La production d’énergie nucléaire ne remplit pas les conditions requises pour les énergies renouvelables en raison des matériaux utilisés dans les centrales nucléaires. L’uranium spécifique nécessaire pour induire la fission nucléaire, l’U-235, est une ressource non renouvelable. Ainsi, un jour cet élément rare sera difficile à trouver.

L’énergie nucléaire est-elle bonne pour l’environnement ?

L’énergie nucléaire est propre, durable et quelque peu renouvelable. Il est également neutre en carbone. Cependant, la construction de centrales nucléaires et l’extraction de l’uranium produisent toujours des émissions de carbone. En tant que tel, on pourrait discuter des deux côtés pour savoir si l’énergie nucléaire est bonne ou mauvaise pour l’environnement. Et puis il y a les déchets nucléaires. Les déchets nucléaires radioactifs sont une préoccupation urgente qui affecte la santé de la planète et des personnes. Il peut contaminer l’air, l’eau et le sol, ainsi que les animaux, les plantes et les humains. Il existe deux types de déchets nucléaires : les déchets faiblement radioactifs et les déchets hautement radioactifs. Les déchets faiblement radioactifs proviennent de la contamination radioactive qui se produit lors de la production d’électricité de routine. Les articles contaminés comprennent généralement les uniformes des employés de la centrale électrique ou les équipements de protection et les outils de maintenance. Ces déchets sont généralement stockés à la centrale jusqu’à ce qu’ils puissent être acheminés vers un site de stockage ou qu’ils ne soient plus radioactifs. La radioactivité des déchets nucléaires diminue avec le temps par décroissance radioactive. Les déchets hautement radioactifs proviennent du combustible usé « irradié » ou « usé » des réacteurs nucléaires. Le combustible usé est hautement radioactif. À l’heure actuelle, les États-Unis ne disposent pas d’un site d’élimination hautement radioactif certifié. Au lieu de cela, les déchets nucléaires de haute activité doivent être stockés dans de grandes piscines et conteneurs dans des installations nucléaires qui refroidissent les déchets et les réacteurs et fournissent un bouclier radioactif. En fin de compte, les déchets nucléaires doivent être stockés profondément sous terre sous de l’argile imperméable, un remblai imperméable et du béton. L’élimination des déchets nucléaires et l’exploitation des centrales nucléaires sont supervisées et réglementées par la Nuclear Regulatory Commission (NRC) des États-Unis. La NRC a mis en place des réglementations strictes pour le déclassement des réacteurs nucléaires et la manipulation et l’élimination des déchets nucléaires. Il n’y a pas eu de fuites radioactives, de blessures liées à la radioactivité ou de dommages environnementaux liés au transport de combustible nucléaire irradié depuis 1970 aux États-Unis.

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L’énergie nucléaire est-elle sûre ?

source Malgré plus de 440 réacteurs nucléaires commerciaux dans le monde et 93 de ces réacteurs aux États-Unis, il n’est pas rare de remettre en question la sécurité des centrales nucléaires. L’inquiétude entourant l’énergie nucléaire a à voir avec les risques potentiels pour la santé. Les déchets nucléaires sont toxiques pour les humains ainsi que pour l’environnement. Lorsqu’elles sont reçues en quantités importantes, les radiations nucléaires peuvent causer des dommages graves, voire mortels, à la santé humaine. Le plus courant est la préoccupation pour le cancer causé par les radiations. Un type particulier de rayonnement appelé rayonnement ionisant présente le plus de risques pour l’homme. Lorsqu’un rayonnement ionisant se produit, les particules subatomiques qui sont plus petites que les atomes interagissent avec les ondes électromagnétiques. Ensemble, ces particules et ces ondes ont le pouvoir d’ioniser ou d’éliminer les électrons des atomes qu’elles frappent. De grandes quantités de rayonnements ionisants peuvent entraîner la maladie des rayons et la mort. Les rayonnements ionisants sont également redoutés pour leurs propriétés cancérigènes. Il est considéré comme cancérigène car il endommage l’ADN. Les rayonnements peuvent également provoquer un syndrome d’irradiation aiguë, un type de maladie des rayons qui peut provoquer des brûlures cutanées, des vomissements, de la diarrhée et, dans les cas les plus graves, le coma et la mort en raison d’une moelle osseuse endommagée, d’une hémorragie interne et d’une infection. Tout cela semble effrayant – et ça l’est. Mais le rayonnement nucléaire créé par les centrales nucléaires n’atteint un niveau dangereux que lorsque les réactions nucléaires en chaîne ne sont pas contrôlées. Les exemples suivants de réactions nucléaires en chaîne incontrôlées ou de fusions du cœur illustrent certaines des pires pannes de centrales nucléaires : Cependant, les incidents dans les centrales électriques diminuent et les gouvernements mettent en œuvre plus de mesures de sécurité que jamais. L’utilisation de barres de contrôle, de barrières radioactives, d’équipements de sécurité, de procédures d’arrêt d’urgence, de l’éducation et des progrès de la technologie nucléaire ont tous refaçonné la planification de l’énergie nucléaire. Une politique promulguée par la NRC exige que les centrales électriques fonctionnent sans électricité en cas d’urgence, et des inspecteurs de la sécurité doivent être présents dans les centrales électriques pour superviser les opérations de sécurité.

L’industrie nucléaire : pourrait-elle être une réponse propre aux besoins mondiaux en électricité ?

Lorsque nous pesons les coûts et les avantages de l’énergie nucléaire par rapport aux coûts et aux avantages pour la santé humaine, nous devons tenir compte de l’impact sur les sources d’énergie non renouvelables, non durables et émettrices de gaz à effet de serre. Ces sources d’énergie présentent des risques pour la santé publique. La pollution créée par les combustibles fossiles et les énergies non renouvelables a ses coûts – et elle peut être beaucoup plus difficile à réglementer et à contrôler. La réalisation des avantages que l’énergie nucléaire peut apporter à la planète et aux populations, comme la réduction du changement climatique et la création d’une production d’électricité pour l’avenir, permettra de déployer les efforts et les ressources raisonnables dont l’énergie nucléaire a besoin. D’ici là, nous attendons un changement dans la réaction du monde à l’énergie nucléaire.

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