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Fonctionnement d’un réacteur nucléaire

Les réacteurs nucléaires produisent de la chaleur par la fission des atomes. Cette chaleur transforme l’eau en vapeur. Cette vapeur actionne une turbine qui fait tourner un aimant qui génère l’électricité dans le réseau.

Production d’électricité dans un réacteur nucléaire

Les réacteurs nucléaires sont des machines sophistiquées conçues pour répondre à des normes d’ingénierie strictes. Voici un aperçu de leur mode de production d’électricité.

  1. L’uranium est extrait et transformé en grappe de combustible. Les opérateurs chargent ces grappes de combustible dans un réacteur nucléaire.
  2. Les neutrons lents provoquent la fission des noyaux d’uranium, déclenchant une réaction nucléaire en chaîne. Cette réaction se poursuit grâce à une ingénierie bien conçue et peut être arrêtée à tout moment par les personnes travaillant à la centrale.
  3. Les neutrons libérés par la fission du noyau d’uranium se déplacent très rapidement, à une vitesse proche de celle de la lumière. Les neutrons lents sont plus efficaces pour fissionner les atomes d’uranium. Le réacteur nucléaire possède un matériau spécial appelé modérateur qui ralentit les neutrons. Bien que de nombreux matériaux puissent servir de modérateur, les réacteurs canadiens utilisent de l’eau lourde spéciale, à savoir de l’eau dont l’hydrogène normal est remplacé par une forme plus lourde d’hydrogène appelée deutérium. Les professionnels du nucléaire qui travaillent sur le site du réacteur contrôlent les réactions en insérant les barres de contrôle dans le cœur du réacteur ou en les en retirant. Ces barres sont faites de matériaux qui absorbent les neutrons pour ralentir ou arrêter la fission selon les besoins.
  4. Pour transformer la chaleur ainsi produite en travail utile (puis en électricité), un fluide caloporteur (de l’eau lourde au Canada) circule dans le cœur du réacteur pour le refroidir.
  5. Cette réaction transforme l’eau en vapeur haute pression. La pression pousse la vapeur pour faire tourner les turbines.
  6. L’énergie des turbines en mouvement devient de l’électricité en déplaçant des aimants dans le générateur électrique.

Technologie CANDU

Les réacteurs nucléaires canadiens sont des réacteurs CANDU – des réacteurs à eau lourde mis au point par des scientifiques et des ingénieurs canadiens. L’acronyme CANDU signifie Canadian deutérium uranium, parce que le réacteur utilise de l’oxyde de deutérium (eau lourde) comme modérateur et caloporteur, et de l’uranium naturel (non enrichi) comme combustible.

L’ingénierie canadienne innovante permet de recharger les réacteurs CANDU en combustible pendant qu’ils tournent à plein régime! La plupart des réacteurs nucléaires doivent être arrêtés pendant le rechargement.

En raison de la réputation d’excellence du Canada en technologie nucléaire, d’autres pays ont construit ces réacteurs de conception canadienne. Près de la moitié des réacteurs CANDU ont été construits en Argentine, en Chine, en Inde, au Pakistan, en Roumanie et en Corée du Sud. On compte 34 réacteurs CANDU dans le monde, dont 30 sont opérationnels.

Réacteurs CANDU au Canada

Il y a 19 réacteurs CANDU opérationnels dans quatre centrales nucléaires au Canada. 

La centrale nucléaire de Bruce est composée de huit réacteurs produisant 6288 MWe, ce qui en fait la plus grande centrale nucléaire en service au monde. Elle est située sur la rive du lac Huron, à 190 km du centre-ville de Toronto, en Ontario, et a fourni de l’électricité au réseau pour la première fois en 1976. Elle est exploitée par Bruce Power, mais appartient à Ontario Power Generation (OPG).

La centrale nucléaire de Darlington est la deuxième plus grande centrale nucléaire du Canada en termes de production totale d’énergie. Ses réacteurs CANDU sont détenus et exploités par OPG. Capable de produire jusqu’à 31 millions de MWh par an, la centrale de Darlington alimente jusqu’à 2,5 millions de foyers. Les quatre unités de Darlington font actuellement l’objet d’une remise à neuf à mi-vie, afin qu’elles puissent produire de l’électricité propre et fiable pour les décennies à venir. 

La centrale nucléaire de Pickering est la plus petite centrale nucléaire commerciale de l’Ontario. Ses quatre réacteurs CANDU sont détenus et exploités par OPG. Malgré sa taille plus petite, la centrale de Pickering alimente jusqu’à 2,5 millions de ménages.

La centrale nucléaire de Point Lepreau est équipée du premier réacteur CANDU 6 à obtenir un permis d’exploitation, à atteindre la criticité et à entrer en exploitation commerciale. Elle est détenue et exploitée par Énergie Nouveau-Brunswick.  Ce réacteur nucléaire fournit près du tiers de l’électricité de toute la province!

Réacteurs CANDU dans le monde

Le Canada a exporté des réacteurs CANDU en Argentine, en Chine, en Inde, au Pakistan, en Roumanie et en Corée du Sud. Il y a 30 réacteurs CANDU en service dans le monde. De plus, l’Inde a conçu et construit 16 réacteurs basés sur le modèle CANDU.

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Fonctionnement d’un réacteur nucléaire

Nuclear reactors produce heat by splitting atoms. That heat converts water into steam. That steam turns a turbine that spins a magnet which makes electricity flow to the…