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Comprendre l’énergie nucléaire

Les nuages blancs qui s’échappent des tours de la centrale nucléaire sont de la vapeur d'eau. Les tours de refroidissement se trouvent uniquement dans les centrales situées en bordure de fleuve. © AFP PHOTO / PASCAL PAVANI

Les philosophes grecs avaient eu l’intuition de l’atome en tant qu’élément constitutif de la matière. Mais c’est au XXe siècle que les chercheurs commencent à comprendre les relations intimes au sein du noyau atomique, les mécanismes de la radioactivité et le formidable potentiel d’énergie que recèle la désintégration nucléaire. Les progrès technologiques de la deuxième moitié du siècle ont permis de transformer l’uranium naturel en un combustible utilisable et de construire l’outil qui peut capter cette énergie, le réacteur nucléaire.

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Le terme nucléaire vient du latin nucleus, qui veut dire noyau. L’énergie nucléaire est dégagée par la fission du noyau de certains atomesL'atome est le constituant fondamental de la matière, la plus petite unité indivisible d'un élément chimique... lourds. Elle met en jeu des forces bien plus considérables que celles engagées dans les réactions chimiques qui caractérisent par exemple la combustion du pétrolePétrole non raffiné. ou du gaz. Mais, du fait de sa puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps..., cette énergie doit être maîtrisée et contrôlée par des techniques complexes.

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Le cycle du combustible nucléaire

Métal gris, dur et très dense, l'uraniumMétal gris, très dense et radioactif, l'uranium est un élément relativement répandu dans l'écorce terrestre et l'eau des océans... naturel est largement répandu dans l'écorce terrestre, associé à d'autres corps chimiques, aussi bien dans les terrains granitiques que sédimentaires. Mais avant de pouvoir être utilisé dans un réacteur nucléaireSitué au cœur de la centrale nucléaire, le réacteur est une sorte de chaudière géante..., il subit de nombreux traitements. C’est l’amont du cycle du combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant.... Après utilisation en réacteur, on parle d’aval du cycle : c’est le traitement des « cendres »1.

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Le réacteur nucléaireSitué au cœur de la centrale nucléaire, le réacteur est une sorte de chaudière géante... est « l’outil » qui permet de collecter et transformer les grandes quantités d’énergie dégagées par les processus de fission nucléaireDésintégration d'un noyau atomique lourd instable en plusieurs noyaux plus légers (le plus souvent deux).... Sa fonction est d’une part de maîtriser cette fission et d’autre part de convertir l’énergie recueillie sous forme de chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière.... Comme dans une centrale thermique classique (gaz, charbon, fioul), la vapeur d’eau fait tourner une turbine couplée à un alternateur qui produit de l’électricité1. (Voir la vidéo : "L'énergie nucléaire")

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La désintégration des noyaux d’un atomeL'atome est le constituant fondamental de la matière, la plus petite unité indivisible d'un élément chimique... dégage des rayonnements, un phénomène appelé radioactivitéDécouverte en 1896 par le physicien français Henri Becquerel, la radioactivité est un phénomène naturel.... Comme les atomes instables sont présents dans toute la matière, nous sommes entourés d’une radioactivité naturelle. S’y ajoute parfois la radioactivité provoquée par l’Homme, que ce soit dans des applications militaires, médicales ou industrielles. Celle-ci est mesurée avec précision et strictement contrôlée pour éviter sa dissémination dans l’environnement et les tissus vivants.

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