Tout d’abord, elle commence avec la recherche du minerai. L’uranium utilisé dans la plupart des centrales nucléaires
du monde est de l’uranium 235.
L’uranium 235 est un atome. Il est constitué d’un noyau de 146 neutrons (électriquement neutre), et 92 protons de charge électrique positive. Le reste de l’atome est constitué du nuage électronique constitué d’électrons (92 qui sont électriquement négatifs).
Les centrales nucléaires fonctionnent avec un taux de combustibles contenant 3 à 5% d’uranium 235. Or, lorsqu’on extrait l’uranium naturel du sol, celui-ci n’est composé qu’à 0.7% d’uranium 235 quand le reste est de l’uranium 238. L’uranium 238 est un isotope ce qui signifie qu’il contient le même nombre de protons et d’électrons mais un nombre différents de neutrons (149 dans notre cas). Pour atteindre ce taux, on réalise ce qu’on appelle l’enrichissement de l’uranium.
La fission (opération utilisé dans toutes les centrales nucléaires) consiste à bombarder ces atomes à l’aide de neutrons. Lorsqu’un neutron atteint un atome d’uranium 235, on assite à la naissance de deux atomes différents. La particularité tient au fait que la masse de l’atome d’uranium 235 est supérieure aux deux atomes crées. Cette différence est en fait dû à la création d’énergie sous forme de rayonnement. Les rayons crées sont si énergétiques pour certains (rayons gamma) que peu de choses arrivent à les arrêter (généralement plusieurs dizaine de centimètres de plomb). C’est ce qu’on appelle la radioactivité. C’est la désintégration d’éléments en éléments moins lourds accompagné d’un rayonnement.
Dans les centrales nucléaires, lorsqu’un atome d’uranium 235 libère de l’énergie, il émet aussi des neutrons qui vont à leur tour frappé d’autres atomes…libérant des quantités colossales d’énergie. C’est la réaction en chaîne.
Cette énergie est ensuite capté par un circuit à eau pressurisé ( la température est de plusieurs centaines de degrés), puis par un second (en France) pour ensuite générer de la vapeur qui va faire tourner des turbines et créer de l’électricité.
La chaleur est-elle que toutes les centrales nucléaires ont besoin d’énormes quantité d’eau (d’autres produits sont utilisés dans certains cas qui ont une capacité thermique plus importante) pour refroidir les réacteurs. C’est ce qui explique que toutes les centrales nucléaires du monde soit à proximité d’un fleuve ou au bord de la mer.
L’avantage du nucléaire est qu’il produit moins de CO2 (quantité créer indirectement), moins de déchets, permet d’avoir une électricité peu coûteuse et politiquement de rendre les pays qui possèdent des centrales plus indépendants énergétiquement. Son principal avantage est qu’un kilo d’uranium produit un million de fois de plus d’énergie qu’un kilogramme de pétrole.
Par contre, la désintégration de l’uranium produit des atomes eux aussi radioactifs (qui émettent un rayonnement important, même mortel) dont on ne sait pas quoi faire. Bien que tout atome radioactif se désintègre pour donner un atome moins radioactif, il faut des centaines, voir des milliers d’années pour certains pour que dans une population d’atomes radioactifs, la moitié de ceux-ci se soient désintégrés. C’est le temps de demi-vie. Il va de 8 jours pour l’iode 131 à 24110 ans pour le plutonium 240. Actuellement, ces déchets (on ne sait pas les recycler) sont stockés dans des souterrains (parfois même envoyé en Sibérie). Un problème colatéral est que ces souterrains nécessitent un contrôle permanent et plusieurs d’entre-eux sont actuellement dangereux car des fissures apparaissent pouvant contaminer leurs environnements. Le principale danger est bien sûr la fuite radioactive comme on a assisté à Tchernobyl en 1986 car une fois les atomes radioactifs dans le corps, le rayonnement émis par ceux-ci peuvent modifier l’ADN et donc engendrer tout une série de pathologies (malformations lors des naissances, cancers…) sans compter sur la contamination des sols les rendant infertiles.
