Una centrala nucleara es un site industrial qu'utiliza la fission dels nuclèus atomics per produire de calor, qu'una partida es transformada en electricitat (entre 30 % e 40 % segon la diferéncia de temperatura entre la font freda e la font cauda). Es la principala utilizacion de l'energia nucleara dins lo domeni civil.
Una centrala nucleara es constituida d'un o mai reactors nuclears que la poténcia electrica va de qualques megawatts a mai de 1 500 megawatts pel reactor sovietic de granda poténcia RBMK. Lo reactor europèu EPR, deuriá aténher una poténcia recòrd de 1 600 MW.
En 2009, 439 reactors èran en foncion dins 31 païses del monde, que 58 en França, o un total de 370 GW produsent prèp de 14 % de l'electricitat mondiala. La Catastròfa de Chornobyl conduguèt a prendre de moratòris e la baissa dels prètz del petròli pendent los ans 1990 confirmèt la tendéncia de construire mens de novèls reactors. Mas dempuèi los ans 2000 la pression suls prètz del petròli e la pression internacionala per baissar l'emprenta de carbòni redonèt vam al nuclear civil, vam que poirà tombar a causa de l'accident nuclear de Fukushima. Mentretant, las centralas vielhisson: en 2006, la majoritat dels reactors avián de 15 a 36 ans, sèt avent de 37 a 40 ans[1].
Lo 20 de decembre de 1951, la primièra centrala nucleara dintra en servici als Estats Units d'America al Experimental Breeder Reactor I (EBR-I) prèp de la vila d'Arco (Idaho)[2]. Lo 27 de junh de 1954, una centrala nucleara civila es connectada al malhum electric a Obninsk en Union Sovietica, amb una poténcia de produccion d'electricitat de cinc megawatts. Las centralas nuclearas seguentas foguèron aquelas de Marcola en Provença lo 7 de genièr de 1956, de Sellafield al Reialme Unit en 1956, e Shippingport als Estats Units d'America, en 1957.
La poténcia nucleara mondiala lèu aumentèt, d'1 GW en 1960 cap a 100 GW a la fin dels ans 1970, fins a 300 GW a la fin dels ans 1980. Dempuèi, la capacitat mondiala a aumentat fòrça mens, atenguèt 366 GW en 2005, a causa del programa nuclear chinés.
Los còstes economics creissents, deguts a las duradas de construccion de mai en mai longas, e lo flac còst dels combustibles fossils, faguèron lo nuclear mens competitiu dins los ans 1980 e 1990. E mai, l'opinion publica, inquieta dels risques d'accidents nuclears e del problèma dels descais radioactius, conduguèt a renonciar a l'energia nucleara.
Una centrala nucleara regropa l'ensemble de las installacions permetent la produccion d'electricitat sus un site donat. Compren sovent mai d'un escalons, identics o non; cada escalon correspond a un grope d'installacions concebuda per fornir una poténcia electrica donada:
Las autras installacions de la centrala electrica:
Una centrala nucleara fonciona del meteis biais qu'una caudièra. Un combustible (qu'aicí es nuclear) permet de crear de calor. Aquela calor permet amb un escambi de transformar l'aiga en vapor, que accelerada entraïnarà mecanicament una turbina. Aquela turbina entraïnarà a son torn un alternator que produirà l'electricitat. La produccion de calor s'obten dins lo reactor. L'escambiador se nomena GV (generator de vapor).
Per recuperar d'energia mecanic amb de calor, cal dispausar d'un circuit termodinamic: una font cauda, una circulacion e una font freda. Dins una centrala nucleara, aquel circuit es forçat (utilizacion de pompas). Per simplificar :
Atal, un escalon nuclear de tipe REP compòrta tres circuits d'aiga importants independents:
Lo circuit primari se situa dins una encencha de confinhament. Se constituís d'un reactor integrant de pinèls de contraròtle e lo combustible, e, segon lo tipe d'escalon, de 3 o 4 generators de vapor (GV) associat respectivament a una pompa primària centrifuga, un pressurizador que manten una pression dins lo circuit a 155 bar. Vehicula, en circuit estancat, d'aiga liquida[4] jons pression qu'extrai las calorias del combustible per las transportar als generators de vapor (ròtle de fluide caloportaire). L'aiga del circuit primari tanben a per utilitat la moderacion dels neutrons (ròtle de moderator) eissits de la fission nucleara. La termalizacion dels neutrons los alentís per lor permetre d'interagir amb los atòms d'urani 235 e provocar la fission de lor nuclèu. Encara, l'aiga procura un efèit estabilizador al reactor : se la reaction s'embalava, la temperatura del combustible e de l'aiga aumentariá. Aquò provocariá d'un costat, una absorcion dels neutrons pel combustible (efèit combustible) e d'un autre costat una moderacion mendre de l'aiga (efèit moderator). Lo cumul d'aqueles dos efèits es dich « efèit poténcia »: l'aumentacion d'aquel tèrme provocariá l'estofament de la reaccion d'esperela, es un efèit autoestabilizant.
Lo circuit d'aiga segondari se descompausa en doas partidas:
Aquel circuit assegura lo refregiment del condensor. L'aiga de refregiment es escambiada dirèctament amb la mar, un flum o un riu, amb de de pompas de circulacion. Per aqueles dos darrièrs cas, l'aiga pòt èsser refregida per un corrent d'aire dins una torre aerorefregiranta d'ont una pichona partida de l'aiga s'escapa en vapor jos forma de fum blanc.
L'energia mecanica producha per la turbina servís a entraïnar l'alternator que la convertís en energia electrica, aquela essent encaminada pel malhum electric.
La desconnexion imprevista de l'alternator del malhum demanda de reduire lèu lo provesiment en vapor de la turbina amb de vanas de reglatge dispausada sus las tudelariás de vapor, se non la velocitat de rotacion aumentariá fins a la destruccion a causa d'un coble generator excessiu. Pasmens, l'escalon demòra en servici per una poténcia flaca: la turbina es en rotacion e demòra prèsta a èsser tornarmai acoblada sul malhum.
L'« accident major » examinat per los estudis de seguritat es la fusion d'un còr d'un reactor nuclear.
Per las centralas nuclearas francesas de primièra generacion, l'objectiu èra d'aver una probabilitat de fusion d'un còr inferiora a 5 sus 100 000 per reactor e per an[5]. Aquela seguretat foguèt melhorada dins la segonda generacion[6]. Las chifras per las centralas alemandas son comparablas[7]. Aquel nivèl de seguretat èra un pauc superior a aquel constatat dins lo rèste del monde: al començament de 2009, l'industria nucleara aviá acumulat una experiéncia totala de 13 000 ans x reactor de foncionament[8].
Pasmens.
Una catastròfa majora se produguèt sus una de la centralas de primièra generacion de tipe RBMK (nivèl 7 sus l'escala INES), l'explosion de la centrala de Chornobyl en 1986. Tres autres accidents majors se produguèron: l'encendi de Sellafield de 1957, l'accident de Three Mile Island en 1979 e de la centrala japonesa de Fukushima pendent los tèrratrem e tsunami de Sendai (2011).
En decembre de 2007, los resultats de l'estudi del Registre nacional alemand dels càncers de l'enfant indican qu'observam en Alemanha un ligam entre la proximitat d'una abitacion al respècte de la centrala nucleara mai prèpa e lo risc pels enfants d'èsser atenguts, abans l'edat de 5 ans, d'un càncer o d'una leucemia. Pasmens, lo raionament ionizant pòt en principi pas èsser interpretat coma una causa, l'exposicion al raionament ionizant essent pas mesurada o modelizada[9].
Lo rendement teoric de conversion de las installacions d'una centrala nucleara es egal a 33 %[10] - que ne cal sostraire las pèrdas en linha sul malhum Fòrça Nauta Tension. Las centralas electricas alimentadas en fiol o en carbon possedisson un rendement un pauc superior (~ 40 %) perque foncionan amb una temperatura de vapor pus elevada (mens de constrencha de seguritat). EDF garantís que los reactors futurs EPR auràn un rendement de 35 %.
Una centrala nucleara es equipada d'un o mai reactors nuclears. Un reactor nuclear pòt apartenir a mai d'una filièras:
Lo nuclear es la tecnologia qu'anima los conflictes d'opinion mai intenses[11]. Alara la filièra nucleara produsiá solament 14,8 % de l'electricitat dins lo monde en 2006, o 6,2 % de l'energia primària mondiala[12] e 3 % de l'energia finala.
Los descais radioactius venon de diferentas estapas del cicle del combustible nuclear. Prèp de 10 % d'aqueles descais son d'elements de fòrta activitat radiologica o de longa semivida[13]. La gestion d'aqueles descais es un procèssus complèxe, en general fisat a una organizacion especifica.
En mai dels descais radioactius, una centrala nucleara emet de descais termics, l'excès d'energia produsit essent dissipat jos forma de calor, produsent un caufament de l'aire e de l'aiga.
Aprèp l'arrèst definitiu de l'expleitacion, una centrala nucleara es en principi desmantelada en entièr, los reactors nuclears compres. Segon Nicholas Lenssen, en 1999, 94 reactors nuclears fuguèron arrestats definitivament, alara que 429 contunhan de foncionar dins lo monde.
En 2007, en Lituània, los còstes de construccion d'un site d'una capacitat de 800 a 1 600 MW foguèron estimats entre 2,4 e 4 miliards d'èuros[14].