Alexandre Fortin Sciences de la nature Travail sur la physique nucléaire Présenté ? p g Claude Desruisseaux dans le cadre du cou Ondes, optique et ph Groupe 2 Cégep de l’Outaouais Campus Gabrielle-Roy Le 12 décembre 2014 De nos jours, avec l’évolution des nouvelles technologies qui ne semble pas près de s’arrêter, le rythme de vie est de plus en plus rapide et coûteux, et ce, parfois au dépend de l’environnement. En effet, la production de ces nouvelles technologies et leur fonctionnement requière énormément d’énergie et il arrive des isotopes de l’uranium.
Je vous rappelle, deux éléments dits sotopes ont le même nombre de protons, mais des nombres différents de neutrons. Dans les faits donc, au Canada, c’est de l’uranium extrait de mines qui est utilisé, soit l’uranium 235, car celui-ci est le seul noyau naturel facilement fissile. Les autres isotopes de l’uranium, tous radioactifs eux-aussi, nécessitent des transformations supplémentaires avant de pouvoir être fissiles. Maintenant, la transformation de ce carburant en électricité se fait en quelques étapes. Pour y arriver, l’uranium 235 subit le phénomène de fission nucléaire.
Figure 1 : la fission de l’uranium La fission est le processus par lequel un neutron percute le noyau d’un atome à faible vitesse pour augmenter les chances de collisions parce qu’ils sont ralentis par un modérateur, ici l’eau lourde, de l’eau composée de deutérium au lieu d’hydrogène, dans laquelle se trouvent les pastilles d’uranium du réacteur nucléaire (voir figure 2). Cependant, le neutron va tout de même assez rapidement pour fractionner l’uranium, et qui se résulte en l’émission de deux atomes plus petits de tailles inégales et de neutrons.
Les possibilités de résultat pour la fission d’un noyau d’uranium 235 sont nombreuses, mais en voici quelques-unes : ?quation 1 Equatlon 2 Équation 3 Comme vous pouvez le voir, toutes ces réactions ont un point en commun qui fait la force de la fission nucléaire : elles libèrent toutes des neutrons qui pourront à leur tour alle 2 force de la fission nucléaire : elles libèrent toutes des neutrons qui pourront à leur tour aller frapper de nouveaux noyaux d’uranium, provoquant une réaction en chaîne (Voir figure 1).
L’un des avantages d’avoir une réaction qui se continue toute seule est qu’elle ne nécessite pas d’énergie supplémentaire pour maintenir la réaction. Il suffit alors de garder la réaction sous contrôle et ien évidemment des mécanismes sont présents à cette fin dans les centrales. L’autre avantage est qu’un plus grand nombre de fissions signifie aussi une plus grande quantité de chaleur dégagée.
En effet, lors de la fission, une partie de la masse initiale est convertie en énergie tel que prévu par l’équation suivante : Équation 4 où c2 931,5 MeV / u et est le défaut de masse en u Donc, comme je le disais, la fission nucléaire dégage de la chaleur. Comme le montre la figure suivante, c’est cette chaleur qui va permettre la suite de la production d’électricité dans une centrale e type CANDU, un modèle de réacteur nucléaire de chez nous.
Figure 2 : Le réacteur CANDIJ, de l’uranium à l’électricité Cest que le liquide qui assure la réfrigération du cœUr du réacteur pour éviter des températures critiques, qui est ici le même que le modérateur soit l’eau lourde, est acheminé jusqu’? une cuve remplie d’eau anormale» pour que cette dernière reçoive la chaleur à son tour et passe à l’état gazeux.
Sous forme de vapeur donc, l’eau se rend à une turbine et fait tourner la turbine et l’alternateur, qul 3 forme de vapeur donc, l’eau se rend à une turbine et fait tourner a turbine et l’alternateur, qui lui se chargera de produire grâce à son électroaimant le flux d’électrons tant voulu. Enfin, de l’électricité est produite! Les centrales thermiques nucléaires sont-elles sécuritaires ? par le passé, l’utilisation du nucléaire à des fins de production d’énergie a causé des catastrophes sans précédent.
Près de 30 ans après le désastre de Tchernobyl, les gens y pensent tout de suite quand il est question de sûreté nucléaire. Considérant que des erreurs critiques concernant le respect de normes d’opération pour assurer la sécurité et les défauts de conception u réacteur lui-même ont menées à rexplosion de la centrale c’est quand même un peu prévisible. Quelques autres catastrophes sont sur,’enues depuis. À Three Mile Island, tout comme à Windscale, à TokaiLMura, à Tricastin, à Mayak et, le dernier mais non le moindre, à Fukushima.
Des milliers de gens sont morts à cause de ces erreurs. Chacun de ces accidents nucléaires nous a appris quelque chose de plus sur les moyens à prendre pour prévenir et contrôler d’éventuels incidents. Heureusement, de nos jours, la Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN) a maintenant le mandat de veiller au espect et même au dépassement des normes de sécurité par les centrales. De plus, les pays sont aujourdhui obligés de s’entraider pour constamment pousser plus loin la prévention de scénarios « impossibles» comme ceux énumérés plus haut.
Ainsi, 4 pousser plus loin la prévention de scénarios «impossibles» comme ceux énumérés plus haut. Ainsi, le sort de l’environnement et des gens à proximité des centrales et de toutes autres activités impliquant des applications du nucléaire est entre leur main, car elles relèvent toutes de leur ressort. Ces institutions gouvernementales doivent plutôt bien faire eur travail puisque le dernier incident à avoir eu lieu à cause de négligences du protocole de sécurité est celui de Tchernobyl.
En effet, des tas d’améliorations ont été apportées à tous les niveaux des centrales canadiennes au fur et à mesure des découvertes et des protocoles qui se resserrent. Deux centrales sont en rénovations au moment même où vous lisez ce texte. Les réacteurs sont maintenant équipés d’un système automatisé et ultra-rapide à deux acteurs, des barres pour freiner net les neutrons et un poison pour empêcher la réaction, pour contrôler la réaction. Une fois arrêtée, celle-ci n’a même pas la possibilité de repartir seule.
Aussi, au moins cinq façons différentes sont prévues pour assurer le refroidissement du réacteur ? tout moment. Depuis Fukushima, des améliorations ont été faites pour être capable de réagir suite à des dégâts imprévus comme ceux causés par un tremblement de terre. Le personnel des centrales, incluant des inspecteurs, passent à travers un processus de sélection qui est de plus en plus rigoureux lui aussi. Les opérateurs de la salle des commandes des centrales canadiennes doivent désormais avoi S Les opérateurs de la salle des commandes des centrales canadiennes doivent désormais avoir 8 ans de formation! ?galement, en cas de perte totale du réacteur, l’ensemble de sa structure et de celle du bâtiment sont prévues pour contenir la réaction. Bref, la CCSN ne néglige rien pour s’assurer de ne pas libérer des déchets radioactifs mettant en danger autant notre santé que celle de l’environnement. Bien entendu, les centrales nucléaires n’auraient jamais été une option si nos besoins en énergie n’avaient pas été en constante augmentation depuis Papparition des technologies dans nos oyers qui dépendent de l’électricité pour fonctionner.
Pour cette raison, malgré les risques encourus, nous nous entêtons à y puiser l’énergie que nous chérissons tant. En conclusion, comprendre le fonctionnement des centrales nucléaires et savoir comment prévenir et gérer les défaillances s’en vient vraiment primordial parce que je doute que nous soyons prêt à renoncer à cette source d’énergie plutôt efficace, le nucléaire ne produisant pas moins de 15,3 % de l’électricité consommée au Canada. Ainsi, nous devrions surtout nous préparer à voir un nombre croissant de centrales fleurir un eu partout au pays pour aider à répondre à notre demande énergétique croissante.
Je suis d’accord que la CCSN travaille ? toujours garder les centrales à la fine pointe de la technologie et que notre sécurité n’est plus tant un enjeu explosif, mais bien constant, par contre nous devons toujours continuer d’apprendre. La enjeu explosif, mais bien constant, par contre nous devons toujours continuer d’apprendre. La Terre porte déjà des traces de nos erreurs. Devrions- nous vraiment continuer à exploiter cette source d’énergie en dépit des risques ? Bibliographie ?duNucléalre, (page consultée le 22 décembre 2014), ÉduNucléaire, [En ligne], http://teachnuclear. a/ Wikipédia, (page consultée le 22 décembre 2014), Cencyclopédie libre, [En ligne], http://fr. wikipedla. org/wiki/Wikip%C3%A9dia:AccueiI_principal CCSN, (page consultée le 22 décembre 2014), Nuclear power plant safety systems, [En ligne], https://www. youtube. com/watchN=yx_XoqXNtRM CCSN, (page consultée le 22 décembre 2014), Nuclear power plant safety systems, [En ligne], http://ww. w. nuclearsafety. gc. ca/eng /reactors/power-plants/nuclear-power-plant-safety-systems/index . cfrn#R1 OPC, (page consultée le 22 décembre 2014), Nuclear Power – How it Works, [En ligne], https://www. outube. com/watch? v= Power, Bruce, (page consultée le 22 décembre 2014), How does a nuclear power work, [En ligne], https://www. youtube. com/watchÀ’=PKNbwclaGng eden, (page consultée le 22 décembre 2014), La radioactivité, [En ligne], http:/Awm. laradioactivite. com/fr/site/pages/AccueiI. htm La toile-libre, (page consultée le 22 décembre 2014), La fission nucléaire, [En li ne http://www. fissionnucleair re/index. html 2014), La fission nucléaire, [En ligne], http://www. fissionnucleaire. toile-libre. ore/index. html
