http://eneradeau.site.voila.fr

Energie nucléaire

L’ENERGIE NUCLEAIREL’ENERGIE NUCLEAIRE

Jean-Charles ABBE

http://www.futuroscopie.com

Jean-Charles ABBE

Les bases scientifiquesLes bases scientifiques

Radioactivité Dosimétrie Fusion

Réacteur nucléaireRéacteur nucléaire Filière Fonctionnement et cycle du combustible Réacteurs du futur La fusion et ITER

Place du nucléaire dans le bilan Place du nucléaire dans le bilan énergétiqueénergétique

Economie Politique et géostratégique

HISTORIQUE DES HISTORIQUE DES DÉCOUVERTESDÉCOUVERTES

LES GRANDES DÉCOUVERTESLES GRANDES DÉCOUVERTES

1895 W.Roentgen Rayons X

1896 H.Becquerel Radioactivité

1898 P. et M. Curie Polonium et Radium

1902 P. et M. Curie Premiers mg Radium

1919 E.Rutherford Noyau atome

1932 J.Chadwick Neutron

1934 Fr.Joliot et Radioactivité artificielle

I.Curie

1939 O.Hahn et Fission

F.Strassmann

CONSÉQUENCESCONSÉQUENCES

1942 E.Fermi 1ière pile atomique

1944 Seaborg Premier gr élément

synthétique :

plutonium

1945 USA Première bombe A

(16.07)

1945 USA Hiroshima

(6.08)

1952 USA Première bombe H

(novembre)

HENRI BECQUEREL DÉCOUVRE LA HENRI BECQUEREL DÉCOUVRE LA RADIOACTIVITÉ EN 1896RADIOACTIVITÉ EN 1896

HENRI BECQUEREL : LA PREMIÈRE RADIOGRAPHIEHENRI BECQUEREL : LA PREMIÈRE RADIOGRAPHIE

PIERRE ET MARIE CURIE DÉCOUVRENT LE RADIUMPIERRE ET MARIE CURIE DÉCOUVRENT LE RADIUM

DE GRANDS NOMS ASSOCIÉS À LA DE GRANDS NOMS ASSOCIÉS À LA RADIOACTIVITÉRADIOACTIVITÉ

Wilhelm Conrad RONTGENWilhelm Conrad RONTGEN Ernest RUTHERFORDErnest RUTHERFORDJoseph John THOMSONJoseph John THOMSON

Rayons X Electron Noyau

BASES SCIENTIFIQUESBASES SCIENTIFIQUES

STRUCTURE DE LA MATIERESTRUCTURE DE LA MATIERE

Matériau Matériau 1010-2-2 m m

11

Noyau Noyau 1010-14-14 m m

0.0000000000010.000000000001

AtomeAtome1010-10-10 m m

0.000000010.00000001

NucléonNucléon1010-15-15 m m

0.000000000010.00000000001

noyaunoyau

électronélectron

protonprotonneutronneutron

quarksquarks

ATOMES ET ISOTOPESATOMES ET ISOTOPES

TABLEAU DE MENDELEEVTABLEAU DE MENDELEEV

LES DIFFERENTS TYPES DE RAYONNEMENTLES DIFFERENTS TYPES DE RAYONNEMENT

ou Xou X

LES BARRIERES DES RAYONNEMENTS LES BARRIERES DES RAYONNEMENTS IONISANTSIONISANTS

neutronneutron

LA DECROISSANCE RADIOACTIVELA DECROISSANCE RADIOACTIVE

100 % 100 %

50 % 50 %

TEMPSTEMPS

% de % de radioactivitéradioactivité

PERIODE (demi-vie)PERIODE (demi-vie)

Quelques périodes:Quelques périodes:

ELEMENT PERIODE

Polonium 214 < 1/1000 s

Sodium 24 15 heures

Iode 131 9 jours

Cobalt 60 5 ans

Potassium 40 140 000 ans

Uranium 238 5 Milliardsd’années

DETECTIONDETECTION

L’IMPORTANT, C’EST LA DOSEL’IMPORTANT, C’EST LA DOSE

LES UNITES DE LA RADIOACTIVITELES UNITES DE LA RADIOACTIVITE

BqBqBECQUERELSBECQUERELS

Nombre de Nombre de désintégrations désintégrations

par secondepar seconde

XXEnergie de chaqueEnergie de chaque

désintégrationdésintégration

XXtemps detemps de

l ’expositionl ’exposition

GyGyGrayGray

(Nombre/s)(Nombre/s)

(Energie)(Energie)

XXEffet selon le typeEffet selon le typede rayonnementde rayonnement

SvSvSievertSievert

(Effet sur(Effet surl ’homme)l ’homme)

EFFETS RADIOBIOLOGIQUESEFFETS RADIOBIOLOGIQUES

CONSÉQUENCES DE L ’EXPOSITIONCONSÉQUENCES DE L ’EXPOSITION

GyGy

0,30,3

0,050,05 MAXIMUM ANNUEL POUR LES TRAVAILLEURSMAXIMUM ANNUEL POUR LES TRAVAILLEURS

AUCUN EFFET CONSTATEAUCUN EFFET CONSTATE

11

22

33

55

1010

BAISSE TEMPORAIRE DUBAISSE TEMPORAIRE DU NOMBRE DE GLOBULES BLANCSNOMBRE DE GLOBULES BLANCS

NAUSEES, VOMISSEMENTSNAUSEES, VOMISSEMENTS

HOSPITALISATIONHOSPITALISATION GROSSES PERTURBATIONSGROSSES PERTURBATIONS

PRONOSTIC PRONOSTIC TRES SOMBRETRES SOMBRE

SOURCES NATURELLES D’IRRADIATIONSOURCES NATURELLES D’IRRADIATION

LA FISSIONLA FISSION

LA FISSIONLA FISSION

++

EXEMPLE PRATIQUEEXEMPLE PRATIQUE

++ ENERGIEENERGIE

Uranium 235Uranium 235

L ’ atome de gauche a la même L ’ atome de gauche a la même somme de protons et de neutrons que somme de protons et de neutrons que les atomes de droite, pourtant il est plus lourd!!!les atomes de droite, pourtant il est plus lourd!!!

LA MASSE EN PLUS, C ’EST DELA MASSE EN PLUS, C ’EST DEL ’ENERGIE, MERCI EINSTEIN!L ’ENERGIE, MERCI EINSTEIN!

LA REACTION EN CHAINELA REACTION EN CHAINE

Le COMBUSTIBLE : URANIUMLe COMBUSTIBLE : URANIUM

uranium uranium naturelnaturel 99,3 % 0,7 %

U 238 U235

uranium uranium enrichienrichi 96,5 % 3,5 %

(fissile)

URANIUM : Réserves mondialesURANIUM : Réserves mondiales

DU MINERAI AU COMBUSTIBLEDU MINERAI AU COMBUSTIBLE

Extraction du mineraiExtraction du mineraiSéparation USéparation U

(yellow cake)(yellow cake)

EnrichissementEnrichissementPastilles UOPastilles UO22

Crayon UOCrayon UO22

Panier combustiblePanier combustible

ENRICHISSEMENTENRICHISSEMENT

PAR DIFFUSION GAZEUSE ( Eurodif, Pierrelate)

PAR CENTRIFUGATION

PAR LASER

REACTEUR NUCLEAIREREACTEUR NUCLEAIRE

Combustible CaloporteurModérateur

Réacteur TurbineEchangeur

FILIEREFILIERE

Combustible CaloporteurModérateur

FILIEREFILIERE

Graphite/ gaz U naturel Graphite CO2

Eau lourde U naturel Eau lourde Eau lourde

Eau U enrichi Eau Eau

PWR - BWR

Neutrons rapides Plutonium + Sodium

Surrégénateur Uranium

Filière

ASSEMBLAGE DU ASSEMBLAGE DU COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE

AU CŒUR DE LA CENTRALE (CUVE)AU CŒUR DE LA CENTRALE (CUVE)

Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain

RÉACTEUR NUCLÉAIRERÉACTEUR NUCLÉAIRE

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UNE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UNE CENTRALE NUCLEAIRECENTRALE NUCLEAIRE

Energie Energie NucléaireNucléaire

U 235U 235

RéacteurRéacteurnucléairenucléaire

GVGV

Vapeur/eauVapeur/eaucircuitcircuit

secondairesecondaire

TurbineTurbine

Energie Energie électriqueélectrique

EauEauCircuitCircuit

PrimairePrimaire

Energie Energie thermo-thermo-

dynamiquedynamique

Energie Energie calorifiquecalorifique

Energie Energie mécaniquemécanique

TurbineTurbine

AlternateurAlternateur

LE RÉACTEUR : UNE MACHINE THERMIQUELE RÉACTEUR : UNE MACHINE THERMIQUE

Barre de

pilotage

Barre de sécurité

Puissance Arrêt

Fonctionnement

CONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT DU REACTEURCONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT DU REACTEUR

BARRIERES ET CONTROLES DE BARRIERES ET CONTROLES DE SECURITESECURITE

Gaines de combustibleGaines de combustible

Cuve du réacteurCuve du réacteur

Enceinte du réacteurEnceinte du réacteur

Barres de sécuritéBarres de sécurité

Adjuvant à l’eau de refroidissementAdjuvant à l’eau de refroidissement

Coefficient de température négatifCoefficient de température négatif

Kyshtym (1957)

Three miles Island(1979)

77ACCIDENT MAJEURACCIDENT MAJEUR

66ACCIDENT GRAVEACCIDENT GRAVE

55ACCIDENT ENTRAINANT UNACCIDENT ENTRAINANT UN

RISQUE EN DEHORS DU SITERISQUE EN DEHORS DU SITE

44ACCIDENT N ’ENTRAINANT PASACCIDENT N ’ENTRAINANT PASDE RISQUE EN DEHORS DU SITEDE RISQUE EN DEHORS DU SITE

L ’échelle L ’échelle INESINES

Échelle Internationale des évènements Nucléaires

33INCIDENT GRAVEINCIDENT GRAVE

22INCIDENTINCIDENT

11ANOMALIEANOMALIEIN

CID

EN

TA

CC

IDE

NT

Tchernobyl (1986)

LA CENTRALE NUCLÉAIRE DE PALUELLA CENTRALE NUCLÉAIRE DE PALUEL

FORMATION DE PU 239. SURRÉGÉRATEURFORMATION DE PU 239. SURRÉGÉRATEUR

LA HAGUE : TRAITEMENT DU COMBUSTIBLELA HAGUE : TRAITEMENT DU COMBUSTIBLE

CYCLE DU COMBUSTIBLECYCLE DU COMBUSTIBLE

VOLUME DÉCHETS RADIOACTIFSVOLUME DÉCHETS RADIOACTIFS

STOCKAGE EN SURFACE DES DÉCHETS FMASTOCKAGE EN SURFACE DES DÉCHETS FMA

CENTRE DE STOCKAGE DE L’ CENTRE DE STOCKAGE DE L’ AUBEAUBE

MAQUETTE D’UN LABORATOIRE SOUTERRAINMAQUETTE D’UN LABORATOIRE SOUTERRAIN

LE NUCLÉAIRE EN FRANCELE NUCLÉAIRE EN FRANCE

Réacteur de 3 ième générationEPR : European Pressurized Reactor

Développement franco allemand des REP :

. Sécurité accrue

. Rendements améliorés (donc relativement moins de déchets)

. Durée de vie prolongée (Rentabilité accrue)

Réacteurs haute température (HTR)

Le PBMR anglo-saxon fonctionne à 900°C et les galets de combustible sont refroidis à l’hélium (sûreté accrue, puissance inférieure réacteurs classiques, moins de déchets, rentabilité inférieure)

Réacteur de 4 ième génération

Réacteur de 4 ième génération

Système à SELS FONDUS

FILIÈRE THORIUM. RÉACTEUR HYBRIDEFILIÈRE THORIUM. RÉACTEUR HYBRIDE

RÉACTEUR HYBRIDE : la spallationRÉACTEUR HYBRIDE : la spallation

RÉACTEUR HYBRIDE :Réactions sur le thoriumRÉACTEUR HYBRIDE :Réactions sur le thorium

FUSIONFUSION

LA FUSIONLA FUSION

Les 2 atomes de gauche ont la même Les 2 atomes de gauche ont la même somme de protons et de neutrons que somme de protons et de neutrons que l ’atome de droite, pourtant ils sont plus lourds!!!l ’atome de droite, pourtant ils sont plus lourds!!!

LA MASSE EN PLUS, C ’EST DELA MASSE EN PLUS, C ’EST DEL ’ENERGIE.L ’ENERGIE.

EXEMPLE PRATIQUEEXEMPLE PRATIQUE

++ ++

DeuteriumDeuterium TritiumTritium héliumhélium neutronneutron

++ ENERGIEENERGIE

La FUSIONLa FUSION

UNE APPLICATION DE L’ENERGIE NUCLÉAIREUNE APPLICATION DE L’ENERGIE NUCLÉAIRE

LE SOLEILLE SOLEIL

Diamètre: 1 392 530 kmsDiamètre: 1 392 530 kms

Vitesse: 216 km/sVitesse: 216 km/s

Energie rayonnante : 4 kW/cm²Energie rayonnante : 4 kW/cm²(9,7 *10 (9,7 *10 2323 kW) kW)

Température: Température: de 4500 à 14 millions de °Cde 4500 à 14 millions de °C

Distance:Distance:8 mn.lumière8 mn.lumière

Durée de vie:Durée de vie:5 milliards d ’années:géante 5 milliards d ’années:géante rouge puis naine blancherouge puis naine blanche

ITER : INTERNATIONAL THERMONUCLEAR ITER : INTERNATIONAL THERMONUCLEAR EXPERIMENTAL REACTOREXPERIMENTAL REACTOR

LES ENJEUX ENERGETIQUESLES ENJEUX ENERGETIQUES

• TECHNIQUES

• GÉO-POLITIQUES

• POLITIQUES

• ENVIRONNEMENTAUX

• ÉCONOMIQUES

• HUMANITAIRES

EVOLUTION DE LA POPULATION MONDIALEEVOLUTION DE LA POPULATION MONDIALE

ASPECTS ECONOMIQUESASPECTS ECONOMIQUES

REPARTITION DES CONSOMMATIONSREPARTITION DES CONSOMMATIONS

Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain

Bilan énergétique mondial (%)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

Pétro

le

Charb

on Gaz

Bois e

t Déc

hets

Nucléa

ire

Hydro

élect

ricité

Autre

s

Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain

STRUCTURE DE LA CONSOMMATIONSTRUCTURE DE LA CONSOMMATION

• PÉTROLE 40%

• ÉLECTRICITÉ 35%

• GAZ 14%

• CHARBON 6%

• ÉNERGIE RENOUVELABLE 5%

PRODUCTION ENERGIE PRIMAIREPRODUCTION ENERGIE PRIMAIRE

PART DU NUCLEAIRE DANS LA PART DU NUCLEAIRE DANS LA PRODUCTION NATIONALE D’ELECTRICITEPRODUCTION NATIONALE D’ELECTRICITE

80%80%

70%70%

60%60%

50%50%

40%40%

30%30%

20%20%

10%10%

0%0%

LITUANIELITUANIEFRANCEFRANCE

BELGIQUEBELGIQUE

SUISSESUISSEJAPONJAPON

ALLEMAGNEALLEMAGNE

USAUSARUSSIERUSSIE

ITALIEITALIE

COUT DU KWh SELON LE MODE DE COUT DU KWh SELON LE MODE DE PRODUCTIONPRODUCTION

FIOULFIOUL CHARBONCHARBON NUCLEAIRENUCLEAIRE

64%64%79%79% 32%32%COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE

EXPLOITATIONEXPLOITATION

INVESTISSEMENTINVESTISSEMENT

8%8%

13%13%

13%13%

23%23%

19%19%

49%49%

COUTCOUT DU MWh SELON LE MODE DE DU MWh SELON LE MODE DE PRODUCTIONPRODUCTION

CHARBONCHARBON 32 à 33,7 €32 à 33,7 €

NUCLEAIRENUCLEAIRE 28,4 €28,4 €

GAZGAZ 35 €35 €

Source : Direction Générale Energie et Matières Premières

Janvier 2004

ASPECTS ASPECTS ENVIRONNEMENTAUXENVIRONNEMENTAUX

Jean-Charles ABBEEnergies pour demain

EFFET DE SERREEFFET DE SERRE

PRODUCTION DE COPRODUCTION DE CO22

EMISSION DE COEMISSION DE CO22, PIB et POPULATION, PIB et POPULATION

EMISSION DE COEMISSION DE CO2 2 (TONNES DE C)(TONNES DE C)

Combustible

Eau refroidissement

Soufre (SO2)

Oxyde azote (NO2)

27 tonnes.2.3 millions de tonnes

1.5 million de tonnes

Oxygène3.4 milliards m3

4.2 milliards m3

0720 millions m3

950 millions m3

Rejets thermiques

1 100 millions m3

Eau refroidissement : 4 mlliards de kWh Eau refroidissement : 8 milliards de kWh

Cheminée : 2.4 milliards de kWh

Cheminée : 2.5 milliards de kWh

Eau de refroidissement + cheminée : 12.3 milliards de kWh

Activité4.107 Bq

4.109 Bq

4.1014 Bq

Déchets solidesnégligeable

250 000 tonnes

Déchets haute activité : 14 m3

0Gaz carbonique

3 milliards m3

2.4 milliards m3

91 000 tonnes41 000 tonnes

0

3.1 millions m3

9.6 millions m3

0

fuel Charbon Nucléaire

1 000 MW

AVANTAGESAVANTAGES

• Technologies éprouvées

• Minerais abondants et bien repartis sur le globe

• Pas de rejets de gaz à effet de serre

INCONVÉNIENTSINCONVÉNIENTS

• Gestion et devenir des déchets nucléaires

AVANTAGESAVANTAGES

• Technologies éprouvées

• Minerais abondants et bien repartis sur le globe

• Pas de rejets de gaz à effet de serre

INCONVÉNIENTSINCONVÉNIENTS

• Gestion et devenir des déchets nucléaires

NUCLÉAIRENUCLÉAIRE

• OBJECTIVES

- La demande énergétique ne pourra que croître dans le monde.

- Les enjeux environnementaux sont cruciaux.

- Problème grave et préoccupant

- Paramètres multiples et imbriqués

- Pas de solution miracle

- Décisions politiques majeures indispensables

CONCLUSIONSCONCLUSIONS

Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain

•SUBJECTIVES

- Les énergies renouvelables doivent être développées maismais elles seront insuffisantes pour satisfaire la demande

- Les économies d’énergie sont à rechercher maismais leur effet restera limité

- Le « tout »nucléaire a vécu maismais son utilisation

reste pour une large part incontournable.

CONCLUSIONSCONCLUSIONS

« Gens de toute la France, exigez la transparence de vos industries et des décisions des pouvoirs publics. Exigez là, cette transparence, également des associations qui vous manipulent en agitant les spectres de l’angoisse et de l’apocalypse. Exigez un débat scientifique et médiatique sérieux, équilibré, éthique .. En attendant, protégez votre santé physique, morale et mentale contre tous ceux qui l’agressent vraiment, pas de manière imaginaire, amplifiée par la propagande, protégez votre travail, votre niveau de vie, seuls garants de votre liberté ».

Professeur Charles SOULEAU

Eolienne Centrale Nuc Nuc / éolien

Puissance (MW) 2.5 1 400 560

Rendement (%) 33 80

Puissance eff (MW) 0.8 1 100 1 375

Jean-Charles ABBE

Conséquences sanitaires de Tchernobyl (1996)Conséquences sanitaires de Tchernobyl (1996)

J.Cl.Nénot, Directeur de recherche à l ’IPSNJ.Cl.Nénot, Directeur de recherche à l ’IPSN

L ’accident de Tchernobyl est une L ’accident de Tchernobyl est une catastrophe énormecatastrophe énorme, mais , mais qui a fait et fera peu de victimesqui a fait et fera peu de victimes. Dix ans après l’accident, on . Dix ans après l’accident, on peut affirmer avec certitude que 31 personnes sont décédées peut affirmer avec certitude que 31 personnes sont décédées des suites directes de l’accident (sauveteurs), dont 28 des des suites directes de l’accident (sauveteurs), dont 28 des suites de l’irradiation, une de brûlure thermique, une de la suites de l’irradiation, une de brûlure thermique, une de la chute d’une dalle en ciment. En ce qui concerne les effets à chute d’une dalle en ciment. En ce qui concerne les effets à long terme des rayonnements, long terme des rayonnements, la seule conséquence qui ait la seule conséquence qui ait été mise en évidence est un excès de cancer de la thyroïdeété mise en évidence est un excès de cancer de la thyroïde chez l ’enfant. La conséquence principale, à savoir les effets chez l ’enfant. La conséquence principale, à savoir les effets psychologiques, est due à la catastrophe et non aux psychologiques, est due à la catastrophe et non aux rayonnements. A l’heure actuelle, on dénombre rayonnements. A l’heure actuelle, on dénombre 800 cas de 800 cas de cancers de la thyroïde chez les enfants, dont une dizaine ont cancers de la thyroïde chez les enfants, dont une dizaine ont entraîné le décèsentraîné le décès. Il pourrait y avoir quelques milliers de cas . Il pourrait y avoir quelques milliers de cas avec un taux de mortalité relativement faible (2 à 10%).avec un taux de mortalité relativement faible (2 à 10%).

Jean-Charles ABBE

60 Milliards Construction 26 milliards 2 Charges combustible 2 Fct 1986/2000 (1 M/an) 14 Démantèlement Post exploitation Retraitement combustible Charges financières 15 milliards COÛT DE CONSTRUCTION : 30 GF La moitié à la charge de la France ; coût entièrement supporté par cinq compagnies privées d'électricité (française, italienne, allemande, belge, hollandaise)

SUPERPHENIX / COÛTSUPERPHENIX / COÛT

De 86 (mise en route) à 1996 : 2 PROBLEMES TECHNI QUES* ARRET 2 ANS ATTENTE AUTORISATION 4,5 ANS FONCTIONNEMENT 4,5 ANS * DEFAUT SUR PARTI E ANNEXE

(Barillet stockage du combustible usé) * RENTREE D'AIR DANS SODIUM - 6 mois pour la purification - 4 ans 1/2 pour le redémarrage

SUPERPHENIX : FONCTIONNEMENTSUPERPHENIX : FONCTIONNEMENT

Énergie Nucléaire Jean-Charles ABBE