Centrale nucléaire - Fonctionnement et actualité.

Bon puisque j'adore mon job dans le nucléaire et que j'aime parler de ce sujet je créé un sujet sur le fonctionnement d'une centrale nucléaire de type REP (Réacteur à Eau Pressurisée).

Alors pour faire simple avant toute explication technique :

-La réaction nucléaire provoque une fission des atomes qui créé de la chaleur
-Cette chaleur va faire chauffer de l'eau
-L'eau chauffée va créer de la vapeur
-Cette vapeur va faire tourner une turbine
-Cette turbine entraine un alternateur qui produit de électricité

Premièrement, parlons de la réaction nucléaire, en l'occurrence la fission des atomes.

Le combustible composant le cœur est de l'uranium enrichi (entre 3 et 4%), il est composé de 96% d'uranium naturel (U238, fertile) et de 4% d'uranium enrichi (U235, fissile).
La fission de l'atome d'U235 sera obtenue lorsque un neutron entrera en contact avec cet atome.

Lorsque le neutron entre en contact avec l'atome l'atome se divise en deux et libère 2.5 neutrons, des produits de fission ainsi que de l'énergie sous forme de chaleur.
Les 2.5 neutrons libérés vont ainsi pouvoir à leur tour entrer en contact avec des atomes d'U235 et comme il faut un neutron pour en produire 2.5 on entretien une réaction en chaîne.

La chaleur dégagée par cette fission va permettre de faire chauffer notre eau.



Cette réaction en chaine est maitrisée à l'aide de barres de contrôle neutrophages (elles "bouffent" les neutrons) qui s'insèrent plus ou moins dans notre combustible (plus mes barres sont descendues, plus elles bouffent de neutrons).



Je vais faire l'explication en plusieurs posts, si vous avez la moindre question, n'hésitez pas, il n'y a pas de question idiote !

comment est enrichi l'uranium ?

ça ressemble à quoi, un demi neutron?

à quand la fusion ?

Bastounet a écrit:comment est enrichi l'uranium ?

ça je connais...
J'ai eu des longs cours à la fac la dessus..

Mais je pense que d'autres ici connaissent bien le sujet.

Comment fabriquer une arme nucléaire?

Miine a écrit:à quand la fusion ?

encore quelques centaines d'années et on y sera

Ca demande beaucoup trop d'énergie

comment faire muter docky.....quelle quantité d'uranium?

Bastounet a écrit:comment est enrichi l'uranium ?

Est-il vraiment si riche que ça?
Il gagne combien en mensuel net?
On devrait faire un sondage!

Jaco a écrit:

Miine a écrit:à quand la fusion ?

encore quelques centaines d'années et on y sera

Non, je pense qu'on y sera avant.

Jaco a écrit:comment faire muter docky.....quelle quantité d'uranium?

Pour le faire muter dans le Nord?

Gautier a écrit:

Jaco a écrit:comment faire muter docky.....quelle quantité d'uranium?

Pour le faire muter dans le Nord?

chez les tout ch'tis?

J'ai été dégouté le jour où j'ai appris que les réacteur nucléaire était en fait de grosse machine a vapeur. Je m'attendais a quelque chose de plus "waouh".

Là, ça fait un peu "Zyva, Saddam, fait pas chier ou j'envoie mes sous-marin a vapeur." :o

pour refroidir tout ca on fait comment?

Jaco a écrit:

Miine a écrit:à quand la fusion ?

encore quelques centaines d'années et on y sera

Ca demande beaucoup trop d'énergie

ça fait longtemps qu'on sait faire de la fusion..
Pour la non controlée ça fait plus de 50 ans.

Pour la fusion controlée on a des débuts avec les plasmas chauffés par laser, mais on a des soucis de confinement... et de stabilité.

Le temps qu'il faut pour arriver a utiliser cette source d'énergie industriellement se compte quelques décénies et pas en quelques siècles..

Pour mieux comprendre la suite, voici un schéma de ce que nous allons appeler le circuit primaire installé à l'intérieur de notre enceinte de confinement :



Ce circuit est donc constitué de plusieurs éléments principaux :

-La cuve, elle contient nos assemblages d'uranium et les barres (communément appelés "grappes") de contrôle
-Le pressuriseur qui va maintenir notre eau primaire sous pression (en effet l'eau est à plus de 300° dans son état liquide)
-Le générateur de vapeur (il va permettre de faire bouillir notre eau du circuit secondaire tout en refroidissant notre eau du primaire)
-La pompe primaire va servir à faire circuler notre eau dans le circuit

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Prenons notre circuit depuis le pressuriseur, il va nous servir à maintenir notre circuit primaire à une pression de 155 bars pour que notre eau ne se mette pas à bouillir, en effet à pression atmosphérique l'eau va bouillir à un T° d'environ 100°, notre primaire étant à plus de 300° il va nous falloir monter en pression pour éviter ce phénomène.

Afin de maintenir l'eau sous pression il va falloir la faire chauffer dans le pressuriseur jusqu'à former une bulle de vapeur dans sa partie haute, cette bulle de vapeur va permettre de maintenir la pression dans le circuit (l'eau étant incompressible). L'eau est donc chauffée à l'aide "chaufferettes" (résistances).

Pour avoir un ordre d'idée un pressuriseur mesure environ 14m de haut pour 2.8m de diamètre.



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Le générateur de vapeur va quant à lui assurer deux fonctions principales qui sont de refroidir l'eau du primaire et de faire bouillir l'eau du secondaire (le secondaire sera abordé plus tard). Pour se faire l'eau va circuler à travers 5000 tubes à l'extérieur desquels nous faisons réchauffer notre eau du secondaire, il y a ainsi un échange thermique dû à l'écart de T°, nos calories sont donc cédées au secondaire.

La chute de T° entre une entrée et une sortie GV est d'environ 30° : 320° en entrée pour 288° en sortie.

Un générateur de vapeur mesure près de 23 mètres de haut pour plus de 4 mètres de diamètre




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Notre pompe primaire va quant à elle servir à créer une circulation dans notre circuit primaire.

Environ 23 000m3/h, entre 6 et 8méga watts de puissance électrique, 165 bars de pression de refoulement.





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Vue 3D d'un circuit primaire puisque dans la réalité toutes les tuyauteries sont au même niveau :

Bastounet a écrit:comment est enrichi l'uranium ?

On passe des des filtres, beaucoup de filtres !

Non honnêtement je l'ai appris mais j'ai oublié beaucoup de chose à ce sujet. Si jamais tu as des infos n'hésites pas à poster

oxythan a écrit:

Jaco a écrit:

Miine a écrit:à quand la fusion ?

encore quelques centaines d'années et on y sera

Ca demande beaucoup trop d'énergie

ça fait longtemps qu'on sait faire de la fusion..
Pour la non controlée ça fait plus de 50 ans.

Pour la fusion controlée on a des débuts avec les plasmas chauffés par laser, mais on a des soucis de confinement... et de stabilité.

Le temps qu'il faut pour arriver a utiliser cette source d'énergie industriellement se compte quelques décénies et pas en quelques siècles..

j'hésitais entre quantité et stabilité....ben je me suis trompé

sinon pour les siècles, c'était exagérément imagé.

Miine a écrit:à quand la fusion ?

C'est en projet...renseigne toi sur le projet ITER de Cadarache

DENIFUMI a écrit:pour refroidir tout ca on fait comment?

en gros, l'eau chaude est évacuée vers un "canal" qui passe lui même dans un bassin d'eau froide si je me trompe pas. L'eau du cycle primaire est ainsi refroidie, et recommencera le cycle.

Quant a l'eau froide ayant refroidi le circuit primaire, elle se rechauffe logiquement, et est évacuée puis remplacée.

Cette eau, déversée dans une rivière ou un lac, n'est absolument pas polluée

Largo a écrit:J'ai été dégouté le jour où j'ai appris que les réacteur nucléaire était en fait de grosse machine a vapeur. Je m'attendais a quelque chose de plus "waouh".

Là, ça fait un peu "Zyva, Saddam, fait pas chier ou j'envoie mes sous-marin a vapeur." :o

Les sous marins c'est vraiment autre chose, leur uranium est fortement enrichi (plus de 99%).

Mais une centrale bien que simple de fonctionnement au premier abord est en réalité une machine extrêmement complexe et sensibles aux moindres changements.

Un exemple qui montre que tout n'est pas si évident : si tu refroidis trop d'un coup le circuit primaire, le réacteur monte en puissance (environ 10%).

et si il y avait un tremblement de terre que se passerait il?
en combien de temps peut on stopper un reacteur?

Jaco a écrit:

DENIFUMI a écrit:pour refroidir tout ca on fait comment?

en gros, l'eau chaude est évacuée vers un "canal" qui passe lui même dans un bassin d'eau froide si je me trompe pas. L'eau du cycle primaire est ainsi refroidie, et recommencera le cycle.

Quant a l'eau froide ayant refroidi le circuit primaire, elle se rechauffe logiquement, et est évacuée puis remplacée.

Cette eau, déversée dans une rivière ou un lac, n'est absolument pas polluée

C'est pas trop ça en fait (j'ai posté entre temps quand même )


Cette eau primaire (en circuit fermé) est refroidie par notre GV, l'eau de ce GV va se vaporiser faire tourner la turbine et sera condensée en sortie de turbine pour retourner au GV (là aussi circuit fermé). Le seul lien avec la rivière va être notre circuit qui va servir à condenser cette eau en sortie de turbine.

Grosso modo, notre seule eau polluée sera l'eau du primaire. La seule possibilité de polluer notre eau secondaire est d'avoir une brèche de tube GV.

PooP a écrit:

Bastounet a écrit:comment est enrichi l'uranium ?

On passe des des filtres, beaucoup de filtres !

Non honnêtement je l'ai appris mais j'ai oublié beaucoup de chose à ce sujet. Si jamais tu as des infos n'hésites pas à poster

Par centrifugation généralement même s'il existe plusieurs procédés. L'uranium 235 étant plus légé que l'uranium 238, lorsque tu fais une centrifugation, les deux composés ne se retrouvent pas au mêmes endroits (le plus lourd vers l'extérieur). Donc ainsi, tu centrifuges, tu prends ce que tu penses contenir l'uranium 235 (même si ce ne sont que des traces), tu recentrifugent, tu recueilles, ainsi de suite....

Enrichir = Augmenter la proportion d'uranium 235, et à chaque centrifugation comme tu sépare le ²³⁵U du ²³⁸U et donc lorsque tu reprends l'endroit où tu penses avoir regrouper l'Uranium 235, tu augmentes donc le pourcentage de 235 par rapport au 238.
Cependant il me semble que ce que je décris soit le procédé le plus rudimentaire d'enrichissement.... mais qu'il n'est pas donné vu le nombre de centrifugeuse nécessaire.

DENIFUMI a écrit:et si il y avait un tremblement de terre que se passerait il?

Tout dépendra de l'intensité du tremblement de terre. C'est arrivé au Japon il y a quelques années, il y a eu un rejet radioactif dans la mer et un incendie (maitrisé).

DENIFUMI a écrit:en combien de temps peut on stopper un reacteur?

Un réacteur passe de 100% à 7% (puissance résiduelle) de puissance en moins de 2s grâce à la chute de nos barres de contrôle (fin de la réaction en chaîne).

Les 7% restants mettent environ une heure à diminuer (ils sont la résultante des produits de fission présents dans le cœur, étant donné qu'ils sont instables il dégagent de la chaleur).

Sinon en cas de rupture de tuyauterie primaire en cas de tremblement de terre (ou autre incident) il y a différents système de sécurité dont un système d'injection de sécurité d'eau en continu afin de refroidir le cœur.