Qu'est-ce qu'un réacteur nucléaire?
Un réacteur nucléaire est un équipement scientifique conçu pour générer des réactions en chaîne contrôlées d’éléments fissibles tels que l’uranium. Les réacteurs nucléaires peuvent être utilisés à diverses fins, notamment la production d'énergie électrique, la production de combustibles nucléaires et la recherche scientifique. Des réacteurs nucléaires de différentes conceptions sont présents dans de nombreuses régions du monde, des laboratoires scientifiques des États-Unis à la campagne française. Les Français utilisaient l'énergie nucléaire pour environ 75% de leurs besoins en énergie à partir de 2009.
Les réacteurs nucléaires reposent sur un processus appelé fission, qui se produit lorsqu'un élément lourd absorbe un neutron et se sépare en deux éléments plus légers. Dans le processus, l'élément libère de l'énergie. Dans une réaction de fission contrôlée, cette énergie peut être exploitée pour diverses activités et amenée à établir une réaction en chaîne qui encourage également le reste de l'élément fissile à se séparer. Une réaction incontrôlée crée une bombe nucléaire.
À l'intérieur d'un réacteur nucléaire, des barres de combustible constituées d'un élément fissile sont insérées dans un modérateur, un matériau qui ralentira les neutrons pour favoriser la fission. L’opérateur du réacteur nucléaire peut contrôler la réaction en utilisant des barres de contrôle, des barres en matériaux absorbant les neutrons. Lorsque les barres sont abaissées dans le cœur du réacteur avec le combustible, elles absorbent les neutrons, ralentissant ou arrêtant le processus de fission, et lorsqu'elles sont relevées, elles permettent aux barres de combustible d'absorber les neutrons et de subir la fission. Périodiquement, les barres de combustible deviennent épuisées et doivent être remplacées par du combustible neuf, tandis que le combustible épuisé doit être éliminé avec soin pour éviter de générer de la pollution.
Le réacteur nucléaire a également besoin d’un réfrigérant pour transférer la chaleur du cœur du réacteur. La chaleur, un sous-produit de la fission, peut en fait être l'objectif des exploitants du réacteur, car elle peut être utilisée pour générer de l'électricité en générant de la vapeur qui entraînera des turbines. Lorsqu'un réacteur nucléaire est utilisé pour la recherche scientifique, la chaleur peut constituer un sous-produit indésirable, bien que certains réacteurs soient conçus à la fois pour la recherche et pour la production d'électricité afin d'obtenir une efficacité maximale.
Un grand nombre de systèmes sont impliqués dans le contrôle et le confinement d'un réacteur nucléaire. Le risque inhérent à la création d’une réaction contrôlée est que la réaction puisse échapper à tout contrôle. Cette préoccupation est résolue par de nombreuses technologies de sécurité et de sécurité défaillantes conçues pour assurer la sécurité du réacteur. Relativement peu d'accidents majeurs sont survenus avec des réacteurs nucléaires, et ceux qui surviennent ont tendance à se produire dans des réacteurs plus anciens avec une infrastructure de soutien insuffisante en place.