Instrumentation et radioprotection pour l’énergie nucléaire

Les centrales nucléaires présentent des risques spécifiques, car elles contiennent toutes des quantités plus ou moins importantes de produits radioactifs qui peuvent provoquer l’exposition d’individus, de populations ou de l’environnement, aux rayonnements ionisants et à leurs effets.

Pour une utilisation sûre et efficace des techniques nucléaires, il est essentiel de pouvoir compter sur des instruments de mesure. Ces instruments incluent des débitmètres pour les liquides, les gaz ou la vapeur, des sondes de température et des capteurs de pression.

En outre, des équipements de diagnostic, de contrôle et de radioprotection fiables sont nécessaires. Les équipements de radioprotection comprennent des radiamètres à neutrons et des dosimètres électroniques personnels.

Ces instruments sont cruciaux pour l’optimisation des processus. Ils contribuent à réduire les risques d’exploitation et à augmenter la valeur ajoutée des installations nucléaires.

Les centrales nucléaires

Les centrales nucléaires obtiennent de la chaleur à partir de la fission nucléaire de l’uranium. La chaleur est convertie en vapeur qui actionne une turbine à vapeur pour générer de l’électricité.

Réacteur nucléaire à eau bouillante : REB

Dans ce type de réacteur, l’eau utilisée comme modérateur est également le fluide de refroidissement. L’eau est portée à ébullition directement dans le cœur du réacteur, produisant ainsi de la vapeur qui actionne la turbine.

Réacteur à eau pressurisée (REP) ou EPR (European Pressurized Reactor)

Dans ces réacteurs, l’eau qui sert de modérateur est maintenue à haute pression pour empêcher qu’elle ne bouille. L’eau chauffée dans le cœur du réacteur est utilisée pour échanger de la chaleur avec un circuit secondaire où la vapeur est produite pour actionner la turbine. L’EPR est une évolution moderne des REP, avec des améliorations en matière de sécurité et d’efficacité.

Réacteur VVER (Water-Water Energetic Reactor)

Il s’agit de la version russe des réacteurs à eau pressurisée. Ils fonctionnent sur le même principe que les REP, mais avec des différences dans la conception et l’architecture.

Réacteur à eau lourde (PHWR – Pressurized Heavy Water Reactor)

Dans ce type de réacteur, l’eau lourde (deutérium) est utilisée comme modérateur. Grâce à ses propriétés, l’eau lourde permet d’utiliser de l’uranium naturel comme combustible. Les réacteurs CANDU (Canadian Deuterium Uranium) sont un exemple de PHWR.

Réacteur à refroidissement rapide (FBR – Fast Breeder Reactor)

Ces réacteurs utilisent des neutrons rapides pour la fission, sans modérateur. Ils ont la capacité de produire plus de combustible fissile qu’ils n’en consomment, d’où le terme “breeder” (reproducteur).

Réacteurs Modulaires de Petite Taille (SMR – Small Modular Reactors)

Les SMR représentent une nouvelle génération de centrales nucléaires de petite taille conçues pour être modulaires et échelonnables. La “modularité” fait référence à la capacité de produire ces réacteurs en série dans des usines, puis de les transporter sur le site de leur installation finale. Les SMR peuvent varier en capacité, généralement de 10 MWe à 300 MWe. Cette flexibilité permet une installation plus rapide, des coûts réduits, et la possibilité de les déployer dans des régions éloignées ou avec des besoins énergétiques moindres. Les SMR sont également conçus avec des caractéristiques de sécurité avancées et peuvent souvent fonctionner plus longtemps sans rechargement du combustible par rapport aux grands réacteurs traditionnels. Plusieurs technologies sous-jacentes sont explorées pour les SMR, notamment les réacteurs à eau pressurisée, à sels fondus, et à métal liquide.

Les centrales nucléaires peuvent fournir une grande quantité d’électricité sans émettre de carbone durant leur fonctionnement. En complément, le combustible nucléaire peut être réutilisé après retraitement. Pour ces raisons, l’énergie nucléaire est aujourd’hui une importante source d’énergie. Cependant, l’utilisation de matériaux radioactifs nécessite des précautions spéciales, car les radiations peuvent causer des effets sérieux sur l’être humain et sur l’environnement. Le stockage des déchets radioactifs reste un enjeu majeur.