La deuxième journée du cours CAS « Environnement de travail dans le domaine de l'énergie nucléaire » a offert un aperçu complet de l'extraction de l'uranium, de la construction d'un réacteur et de l'énorme quantité d'énergie qu'une centrale nucléaire peut produire.
Hansjörg Künzli, directeur de l'école de techniciens nucléaires NTS, a présenté de manière impressionnante la structure d'un réacteur et a expliqué clairement quelles quantités d'énergie peuvent en être tirées.
🔎 Où trouve-t-on l'uranium et comment l'extrait-on ?
L'uranium est présent partout dans le monde : dans les sols, dans l'eau de mer et même dans notre eau potable. Les principaux sites d'extraction se trouvent au Canada, en Australie, au Kazakhstan, aux États-Unis, en Russie et au Niger. L'uranium est extrait aussi bien à ciel ouvert que sous terre.
⚛️ Comment l'uranium est-il traité pour être utilisé dans une centrale nucléaire ?
Pour être utilisé dans les centrales nucléaires, l'uranium est enrichi et compressé en petites pastilles. Celles-ci ne sont que faiblement radioactives et ne présentent aucun danger : on peut les manipuler sans crainte.
Plusieurs pastilles sont assemblées pour former un crayon combustible d'environ 4 mètres de long et 1 cm d'épaisseur. Plusieurs crayons combustibles forment ensemble un élément combustible. De l'eau circule entre eux dans un circuit fermé.
⛓️💥 Comment fonctionne une réaction en chaîne ?
Lorsqu'un élément combustible est bombardé de neutrons dans le réacteur, une réaction en chaîne se déclenche : la fission nucléaire libère de la chaleur et émet simultanément d'autres neutrons qui provoquent à leur tour la fission d'autres noyaux. Cette réaction est régulée d'une part par des barres de contrôle. Plus celles-ci sont enfoncées entre les barres de combustible, plus elles ralentissent les neutrons et interrompent la réaction en chaîne. De même, la concentration en bore peut ralentir la réaction en chaîne, car le bore lie les neutrons et atténue la réaction.
Les étudiants ont été particulièrement impressionnés de pouvoir admirer et même manipuler des pastilles d'uranium, des barres de combustible et des barres de contrôle sur place.
⚡ Comment l'électricité est produite :
La chaleur produite par la fission nucléaire chauffe l'eau dans le cœur du réacteur. La vapeur ainsi générée actionne une turbine qui produit finalement de l'électricité.
⚛️ Quelle est la quantité d'énergie contenue dans l'uranium ?
L'uranium présente une densité énergétique exceptionnellement élevée : trois à quatre pastilles de combustible suffisent pour couvrir les besoins annuels en électricité d'une famille de quatre personnes. Une centrale nucléaire comme celle de Leibstadt produit environ 9 600 GWh d'électricité par an, soit suffisamment pour alimenter environ deux millions de foyers pendant une année entière.
🔎 Plus d'informations sur le CAS :
CAS Environnement de travail Énergie nucléaire | BFH
