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Comment fonctionne une centrale nucléaire.Je sais qu'ils utilisent la chaleur pour exécuter des turbines à vapeur, mais que se passe-t-il sur le cœur ?Comment ajoutent-ils et retirent-ils du carburant ?Comment est-il contrôlé ?Expliquez comme si j'avais cinq ans.
gpt
L'énergie nucléaire fonctionne comme n'importe quelle autre chaudière - dans un cycle thermique, l'eau est bouillie dans la vapeur, qui transfère du liquide à l'énergie mécanique dans les turbines, puis l'eau est remontée à la pression et repoussée dans le réacteur.Dans le cœur, la chaleur est générée par la fission des atomes d'uranium.U-235 est un carburant * fissile *, ce qui signifie que l'introduction d'un neutron le fait basculer sur l'instabilité et il se divise en fragments.Ces fragments emportent avec eux une grande partie de l'énergie de fission sous forme d'énergie cinétique.Les fragments lourds énergisés (environ 1/2 la masse d'uranium) entrent en collision avec d'autres particules dans l'élément de carburant et il se réchauffe ... beaucoup.Le carburant est composé de granulés d'uranium sous forme de céramique, de sorte que le carburant ne fonde pas à ces températures élevées.La teneur en uranium dans le carburant est enrichie ou concentrée, à un certain pourcentage de U-235.Le degré d'enrichissement dicte dans quelle mesure le carburant est probable pour la fission, en raison de la teneur en isotopes fissiles plus élevée.À chaque fission, plusieurs neutrons sont libérés avec les fragments lourds qui déposent leur énergie cinétique (génération de chaleur).Ces neutrons de fission - nés sont une nouvelle * génération * de neutrons et conduisent à des fissions ultérieures dans le noyau.Ce processus d'absorption des neutrons - fission - libération de neutrons - absorption de neutrons - fission ... comprend la réaction en chaîne nucléaire.La chaleur est produite en continu par ce processus et est directement proportionnelle au nombre de fissions qui se produisent.Avant que la prochaine génération de neutrons puisse conduire à une autre fission, elles doivent être * modérées * ou réduites en énergie.Lorsqu'ils sont nés par la fission, les neutrons ont une énergie cinétique élevée car ils sont éjectés du noyau, de l'ordre de 2 à 3 mégaelectronvolts (MEV).Ces neutrons à haute énergie ont une très faible probabilité de provoquer des fissions ultérieures;Essentiellement, ils volent juste devant les noyaux cibles.Pour augmenter cette probabilité de fission, ils doivent être abattus en énergie (modérés) à <0,1 eV.Smartly, la modération se produit lorsque les neutrons interagissent avec l'eau.Le neutron entre en collision avec l'atome d'hydrogène dans l'eau, en transférant certains si son énergie à la molécule d'eau, le rapprochant de l'endroit où il peut être absorbé.Simultanément, l'eau se réchauffe et sur l'ensemble du noyau, le processus en vrac conduit à la génération de vapeur.Le contrôle de la puissance dans le noyau est un équilibre du contenu et de la modération des neutrons;Combien de neutrons dicte combien de fissions se produisent et la modération a un impact sur la probabilité que ces fissions se produisent.L'ajout et le retrait du carburant doivent être effectués lorsque le réacteur est froid, essentiellement désactivé.En désactivant, je veux dire que la réaction de la chaîne de fission s'est arrêtée, donc la puissance de fission n'augmentera pas pour la raison énergétique.Les services publics qui exploitent les plantes échangent des faisceaux de carburant "brûlés" qui ont épuisé la teneur fissile U-235.Ils ne produisent pas autant de chaleur que les faisceaux frais car le nombre d'atomes fissiles se réduit à mesure que le carburant est brûlé.Énormes grues soulevant et réorganisez les faisceaux de carburant en fonction d'une analyse précise du positionnement optimal.Les paquets de carburant, alias assemblages, sont un tas de tiges de carburant maintenues ensemble par des entretoises.Les tiges sont de longues épingles remplies de granulés de carburant où la chaleur est générée.Assez simple, non ?;)