L'énergie nucléaire: la fission et la fusion
Publié le 19/03/2012
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Le 2 décembre 1942, l'ère de l'énergie nucléaire s'ouvrit sur un cryptogramme, 'le navigateur italien est entré dans le nouveau monde'. Ce message émanant des savants de l'Université de Chicago était un signal convenu marquant la réussite de l'entrée en service du premier réacteur nucléaire du monde. Le 'navigateur' italien dirigeant l'équipe de chercheurs responsables de cette nouvelle conquête de la science était le physicien Enrico Fermi. Quatre ans plus tôt seulement, Fermi avait reçu un prix Nobel pour ses remarquables découvertes sur la fission nucléaire, principe du fonctionnement du premier réacteur. Dans les années trente, Fermi et d'autres avaient découvert que les atomes d'un isotope d'uranium, connu sous le nom d'uranium 235 (ou U-235), se scindaient en deux atomes plus légers lorsqu'il était bombardé par des neutrons.
«
échangeur thermique
Ci-dessous : L'examen rapide du réacteur au Dounrea y Experimental
R eactor Establishment, Ecosse.
De s savants essaient de fournir des in
s lallations adéquates pour l'irradiation du combustible .
Il s'agit ici
d 'un examen, apr ès irradiation, de barreaux combustibles actifs à tra
vers une ouverture en bromure de zinc d'une épaisseur de 1,5 m.
collecteur de vapeur
basse pression
A gauche: Réacteur nucléaire du
même type que celui de la centrale
atomique Calder Hall (Cumbria)
en Angleterre.
Le combustible est
ici l'uranium naturel.
Durant la fission, la chaleur émise élève la température du fluide calopor
teur, le dioxyde de carbone.
Cette
chaleur est alors utilisée dans l'é
changeur pour chauffer
la vapeur
qui actionnera les turbines.
nucléaire du monde, le Nautilus, de la marine des Etats
Unis.
En France et en Grande-Bretagne, la plupart des réac
teurs sont refroidis par un gaz.
Généralement,
on intro
duit du dioxyde de carbone dans un circuit fermé de ca
nalisations reliant
le noyau du réacteur à la chaudière.
Des soufflantes électriques font circuler
le gaz dans des
conduites courant
le long du noyau du réacteur, partant
vers la chaudière et revenant de nouveau vers le réacteur.
Lorsque
le gaz circule autour du combustible d'uranium,
il ne capte pas seulement de la chaleur, il devient aussi de
plus en plus radioactif.
En surveillant ce niveau de radioactivité, les ingénieurs
peuvent alors estimer à quel moment
il leur faut relever
ou abaisser
les barres de contrôle pour régler la vitesse de
la réaction en chaîne.
La technologie des réacteurs atomiques franchit un pas
décisif lorsque, dans
les années cinquante, les premiers
surrégénérateurs virent
le jour.
Au lieu d'utiliser l'ura
nium comme combustible, les surrégénérateurs mettent
en oeuvre un métal radioactif appelé plutonium.
La ca
ractéristique remarquable de ces réacteurs tient au fait
qu'en produisant de la chaleur, ils fabriquent davantage
de combustible qu'ils
n'en utilisent.
Le plutonium se présente sous la forme
d'un simple iso
tope appelé plutonium 239.
Cet isotope subit une fission
à la façon de l'uranium 235, chaque atome se scindant
pour produire des neutrons qui peuvent prolonger la
réaction en chaîne.
Toutefois,
à l'inverse de l'uranium, il
n'existe dans le plutonium aucun autre isotope suscepti
ble de capter des neutrons et d'interrompre la réaction.
Le modérateur devient donc inutile.
L'aspect
le plus ré-.
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