Fonctionnement d’une
centrale nucléaire
Un réacteur nucléaire comprend toujours au
moins un cœur où se déroule la réaction de fission nucléaire, des réflecteurs et
des moyens de contrôle de la réaction, une cuve métallique, et enfin une
enceinte de confinement.
Les noyaux atomiques très lourds tels que l'uranium ou le plutonium
contiennent énormément de protons, et sont instables. Si l'un de ces atomes
très lourd (par exemple l'uranium 235 ou le plutonium 239) capture un neutron,
il se transforme en un noyau encore plus instable (236U ou 240Pu),
et récupère par la même occasion de l'énergie.
Le noyau résultant se divise très rapidement: il fissionne, en se
divisant en deux noyaux principaux, et en libérant deux ou trois neutrons
supplémentaires, libres. Ces neutrons supplémentaires sont disponibles pour
d'autres fissions de noyau : c'est le principe de la réaction en chaîne.
Les neutrons
libérés dans la fission sont de deux catégories:
- Les neutrons Prompt (plus de 99% de tous les neutrons sont prompts) libérés dans un délai de 10- 14s.
- Les neutrons retardés sont émis un certain temps après la fission (du milliseconde jusqu'au minute).
Le nombre moyen
de neutrons libérés dans la fission est conçu comme u.
Les neutrons
retardés n'ont pas les mêmes propriétés que les neutrons rapides libérés directement de la fission.
L'énergie
moyenne des neutrons prompts est d'environ 2 MeV. Celle ci est beaucoup plus
grande que l'énergie moyenne des neutrons retardés (environ 0,5 MeV).
Le fait que les
neutrons retardés sont nés à basses énergies (en comparaison avec les prompts)
a deux conséquences importantes:
1. Les
neutrons retardés ont une moins de probabilité pour provoquer des fissions
rapides parce que leur énergie moyenne est inférieure au minimum requis pour
produire une fission rapide.
2. Les
neutrons retardés ont mois de probabilité de fuite puisqu’ils parce qu'ils sont
nés à des énergies plus basses, puis parcourent une courte distance à l’état
rapide.
Le circuit primaire
Dans le réacteur, la fission des atomes d'uranium produit une grande quantité de chaleur.
Cette chaleur fait augmenter la température de l'eau qui circule autour du réacteur, à 320 °C. L'eau est maintenue sous pression pour l'empêcher de bouillir. Ce circuit fermé est appelé circuit primaire.
Le circuit primaire
Dans le réacteur, la fission des atomes d'uranium produit une grande quantité de chaleur.
Cette chaleur fait augmenter la température de l'eau qui circule autour du réacteur, à 320 °C. L'eau est maintenue sous pression pour l'empêcher de bouillir. Ce circuit fermé est appelé circuit primaire.
Le circuit secondaire
Le circuit
primaire communique avec un deuxième circuit fermé, appelé circuit
secondaire par l'intermédiaire d'un générateur de vapeur. Dans ce
générateur de vapeur, l'eau chaude du circuit primaire chauffe l'eau du circuit
secondaire qui se transforme en vapeur. La pression de cette vapeur fait
tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur.
Grâce à l'énergie fournie par la
turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif.
Un
transformateur élève la tension du courant électrique produit par
l'alternateur pour qu'il puisse être plus facilement transporté dans les
lignes très haute tension.
Le circuit de
refroidissement
À la sortie de
la turbine, la vapeur du circuit secondaire est à nouveau transformée en
eau grâce à un condenseur dans lequel circule de l'eau froide en provenance de
la mer ou d'un fleuve. Ce troisième circuit est appelé circuit de
refroidissement.
En bord de rivière, l'eau de ce 3e circuit peut alors être refroidie au contact de l'air circulant dans de grandes tours, appelées aéroréfrigérants.Les 3 circuits d'eau sont étanches les uns par rapport aux autres.
En bord de rivière, l'eau de ce 3e circuit peut alors être refroidie au contact de l'air circulant dans de grandes tours, appelées aéroréfrigérants.Les 3 circuits d'eau sont étanches les uns par rapport aux autres.
Salle de commande
La marche d'un réacteur nucléaire peut être contrôlée avec précision. Pour le faire démarrer, l'arrêter, le faire fonctionner à différents niveaux de puissance, on agit sur l'intensité de la réaction en chaîne au moyen de barres de contrôle constituées de matériaux qui ont la faculté d'absorber les neutrons. La descente de ces barres dans le cœur du réacteur provoque l'absorption des neutrons et donc le ralentissement de la réaction en chaîne .En cas de situations anormales, des barres de sécurité chute automatiquement dans le cœur et stop instantanément le réacteur.
La marche d'un réacteur nucléaire peut être contrôlée avec précision. Pour le faire démarrer, l'arrêter, le faire fonctionner à différents niveaux de puissance, on agit sur l'intensité de la réaction en chaîne au moyen de barres de contrôle constituées de matériaux qui ont la faculté d'absorber les neutrons. La descente de ces barres dans le cœur du réacteur provoque l'absorption des neutrons et donc le ralentissement de la réaction en chaîne .En cas de situations anormales, des barres de sécurité chute automatiquement dans le cœur et stop instantanément le réacteur.
Maintenance
Une centrale
nucléaire rassemble et relie entre eux, selon une organisation complexe, des
milliers de composants : réservoirs, tuyauteries, vannes, pompes, filtres,
câbles électriques, instruments de mesure, circuits informatiques, etc. Cet
ensemble doit impérativement être maintenu en état de bon fonctionnement. C’est
la condition pour garantir la sécurité du personnel, la sûreté et la performance
de l’installation. Dans les centrales françaises, cette maintenance est
organisée à trois niveaux complémentaires :
Ø Maintenance quotidienne
Ø Maintenance annuelle programmée
Ø Visite décennale
Maintenance
quotidienne :
les agents de maintenance surveillent de façon continue l’état des équipements
et effectuent les ajustements ou réparations nécessaires.
Maintenance
annuelle programmée :
tous les ans, chacune des tranches de la centrale est arrêtée durant 5 à 6
semaines pour un rechargement en combustible et pour des opérations d’entretien
de grande ampleur. A cette occasion, des techniciens et ouvriers venus
d’entreprises extérieures apportent leur soutient et leurs expertise pour ce
travail de révision.
Visite décennale : tous les dix ans, une inspection complète et détaillée de la tranche est effectuée. Les principaux composants : cuve, circuit primaire, générateurs de vapeur, pressuriseurs, enceinte de confinement… font l’objet d’examens et tests approfondis.
Visite décennale : tous les dix ans, une inspection complète et détaillée de la tranche est effectuée. Les principaux composants : cuve, circuit primaire, générateurs de vapeur, pressuriseurs, enceinte de confinement… font l’objet d’examens et tests approfondis.
Inspection
par robot MIS de la cuve du réacteur de la tranche 1 de la centrale de Nogent
sur Seine
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