exposé nucléaire Sujet 3 : centrale nucléaire

« Sujet 3 : centrale nucléaire De nos jours les centrales nucléaires sont au cœur du débat écologique et soulèvent de nombreuses polémiques.

Certains pensent en effet qu'il faudrait les arrêter tandis que d'autres les montrent comme le futur. Fonctionnement d’une centrale : Mais qu'est ce qu'une centrale nucléaire ? Une centrale nucléaire est comme son nom l'indique conçue pour générer de l'électricité à partir de l'énergie libérée lors d'une réaction nucléaire.

Aujourd'hui il s'agit principalement de la fission de noyaux lourds tel que l'uranium 235 qui en se fractionnant en deux noyaux dans le cœur du réacteur vont libérer une grande quantité d'énergie.

Cette énergie libérée sous forme de chaleur dans le réacteur permet de chauffer un fluide, généralement de l'eau, qui va produire de la vapeur sous pression.

Cette vapeur est utilisée pour faire tourner une turbine qui va elle même entraîner un générateur qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.

La tension électrique va alors être élevée par un transformateur pour pouvoir être transportée avec moins de pertes.

La vapeur est alors refroidit et condensée à l'aide d'une eau froide provenant d'une source extérieure pour pouvoir être après renvoyé vers le cœur du réacteur. On peut se reporter au schéma suivant pour comprendre comment fonctionne une centrale : Lors de la réaction le nombre de protons et de nucléons présents initialement dans les atomes se conservent.

Cette conservation est due aux lois de conservation, les forces nucléaires qui interagissent sont conservatrices.

Le nombres de nucléotides initialement présent se conserve et reste le même après la réaction, c’est à dire qu’au cours le transformation il n'y a aucun nucléon qui est créé ou détruit.

Ainsi sous l’impact d’un neutron (1 nucléon) un noyau d’uranium 235 (235 nucléons) va par exemple éclater pour former Du krypton, du baryum et 3 neutrons (92, 141 et 1 nucléons) ce qui fait qu’il y a toujours a la fin 236 nucléons (235 +1 = 92+141 +3 =236) Les avantages du nucléaire : Le nucléaire de par son fonctionnement ne rejette ainsi à l'extérieur que de la vapeur d'eau, produite lors du refroidissement de la vapeur a l'intérieur du circuit, tout en produisant d'énormes quantités d'énergie.

Cela en fait ainsi une source d'énergie très utilisé, notamment en France ou il représente 70% de l'électricité produite, et très peu polluantes par rapport aux centrale à énergie fossiles.

Mais ce n'est pas le seul atout du nucléaire.

Ainsi les centrales utilisent de l'uranium qui malgré le fait qu'il soit une ressource fissile se retrouve sur terre en abondance et est utilisé dans de plus faibles quantités pour produire plus d'énergie que les autres énergies fossiles.

Il n’empêche que dans quelques centaines d’années on pourrait avoir épuisé ces ressources. L'uranium naturel se compose principalement de deux isotopes l'uranium 238 et 235 et est différent de celui utilisé dans les centrales nucléaires.

on y utilise en effet de l'uranium enrichi.

C'est à dire que la proportion d'atomes d'uranium 235 dans 1kg d'uranium est augmenté par rapport à l'uranium naturel.

L'uranium 235 est le plus fissible ce qui signifie que l'on cherche a en avoir le plus possible dans l'uranium utilisé dans les centrales.

Plus les atomes sont enrichis plus ils seront fissibles et donc plus la réaction sera facile et puissante. L'uranium enrichi possède 4% de masse d'uranium 235.

Donc dans 1kg d’uranium enrichi il y en a 1kgx4% = 1x0,04 = 0,04 = 40g.

Ce qui signifie qu’il y a en tout dans 1kg d’uranium 1,0x10 23 atomes d’uranium 235.

(Natomes= n x 6,O2x1023 = m/M x 6,O2x1023 = 40/235 x 6,O2x1023= 1,0x1023).

1Kg d’uranium peut ainsi libérer 3,1x106 MJ d’énergie exploitable.

(Nénergie exploitable= Natomes dans 1kg x E1atome = 1,0x1023 x 193 = 193x10 29 eV = 193x1029 x 1,6x10-19= 3,1x1012 J = 3,1x106 MJ).

Par rapport au charbon qui pour 1kg produit 36MJ cela fait qu’il en faudrait 86,1t (x = 3,1x106 / 36 = 86111kg=86,1t).

L’uranium est ainsi bien plus efficace que le charbon et les autres énergies fossiles pour produire de l’électricité.

Et aussi beaucoup moins polluant car il ne rejette rien si ce n’est de l’eau quand les 86,1t de charbon utilisée pour produire la même quantité d’énergie rejettent 224t de CO2 (86,1 x 2,6=223,86t). Le rejet du nucléaire par certains pays : Le nucléaire ne fait cependant pas l'unanimité et certains pays comme l'Allemagne ont décidé de l'abandonner progressivement.

Cet abandon en Allemagne également connu sous le nom de "Energiewende"(transition énergétique), a suscité de nombreux débats et des controverses.

L'Allemagne a ainsi décidé de sortir progressivement de l'énergie nucléaire après l'accident nucléaire de Fukushima en 2011 au Japon.

Cette décision a été prise dans le cadre d’une volonté de transition vers une économie plus verte et l'utilisation accrue des.... »