Centrale nucléaire : principes de base

Overview

• A nuclear power plant is a thermal power station that generates electricity using heat produced by nuclear reactions.
• Nuclear power plants use nuclear fission, a process where atomic nuclei split and release energy.

Key Components

• Reactor: The core of the plant where nuclear fission takes place.
  • Types: Pressurized Water Reactor (PWR), Boiling Water Reactor (BWR), Gas-cooled Reactor, and others.
• Cooling System: Removes heat from the reactor to prevent overheating.
  • Types: Open-cycle, Closed-cycle, and Hybrid cooling systems.
• Steam Generator: Uses heat from the reactor to produce steam.
• Turbine: Converts steam energy into mechanical energy.
• Generator: Converts mechanical energy into electrical energy.

Working Principle

1. Nuclear Fission: Fuel rods (e.g., uranium) undergo fission, releasing heat energy.
2. Heat Transfer: Heat is transferred from the reactor to the cooling system.
3. Steam Generation: Heat is used to produce steam in the steam generator.
4. Turbine: Steam drives the turbine, producing mechanical energy.
5. Electricity Generation: Mechanical energy is converted into electrical energy in the generator.

Safety Features

• Containment Building: A reinforced structure surrounding the reactor to prevent radioactive material release.
• Emergency Core Cooling System: Rapidly cools the reactor in emergency situations.
• Control Rods: Regulate the reaction by absorbing excess neutrons.

Advantages and Disadvantages

Advantages:

• Low operating costs
• Reliability
• Zero greenhouse gas emissions during operation

Disadvantages:

• High initial investment costs
• Nuclear waste disposal challenges
• Risk of accidents and radioactive material release

Types of Nuclear Power Plants

• Pressurized Water Reactor (PWR): Most common type, using enriched uranium as fuel.
• Boiling Water Reactor (BWR): Directly produces steam, which drives the turbine.
• Heavy Water Reactor: Uses heavy water as a coolant and moderator.
• Advanced Gas-cooled Reactor: Uses a graphite moderator and a gas coolant.

Vue d'ensemble

• Une centrale électrique nucléaire est une centrale thermique qui produit de l'électricité à partir de la chaleur générée par des réactions nucléaires.

Composants clés

• Réacteur : Cœur de la centrale où se produit la fission nucléaire.
• Types : Réacteur à eau pressurisée (REP), Réacteur à eau bouillante (REB), Réacteur à gaz refroidi, etc.
• Système de refroidissement : Éloigne la chaleur du réacteur pour empêcher la surchauffe.
• Types : Système de refroidissement ouvert, Système de refroidissement fermé, Système de refroidissement hybride.
• Générateur de vapeur : Utilise la chaleur du réacteur pour produire de la vapeur.
• Turbine : Convertit l'énergie vapeur en énergie mécanique.
• Générateur : Convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.

Principe de fonctionnement

• Fission nucléaire : Les barres de combustible (par exemple, l'uranium) subissent une fission, libérant de l'énergie thermique.
• Transfert de chaleur : La chaleur est transférée du réacteur au système de refroidissement.
• Génération de vapeur : La chaleur est utilisée pour produire de la vapeur dans le générateur de vapeur.
• Turbine : La vapeur entraîne la turbine, produisant de l'énergie mécanique.
• Génération d'électricité : L'énergie mécanique est convertie en énergie électrique dans le générateur.

Fonctionnalités de sécurité

• Bâtiment de confinement : Une structure renforcée entourant le réacteur pour prévenir la libération de matières radioactives.
• Système de refroidissement d'urgence : Refroidit rapidement le réacteur en situation d'urgence.
• Barres de contrôle : Régulent la réaction en absorvant les neutrons en excès.

Avantages et Inconvénients

• Avantages :
• Coûts d'exploitation faibles
• Fiabilité
• Zéro émission de gaz à effet de serre pendant l'exploitation
• Inconvénients :
• Coûts initiaux élevés
• Défis de gestion des déchets nucléaires
• Risque d'accidents et de libération de matières radioactives

Types de centrales nucléaires

• Réacteur à eau pressurisée (REP) : Type le plus courant, utilisant de l'uranium enrichi comme combustible.
• Réacteur à eau bouillante (REB) : Produit directement de la vapeur, qui entraîne la turbine.
• Réacteur à eau lourde : Utilise de l'eau lourde comme réfrigérant et modérateur.
• Réacteur à gaz cooldown : Utilise un modérateur en graphite et un réfrigérant en gaz.