Les différences entre l'énergie nucléaire et les centrales électriques à combustible fossile

Les centrales nucléaires et les centrales à combustibles fossiles diffèrent principalement par la provenance de leur énergie; un réacteur nucléaire produit de la chaleur à partir de métaux radioactifs et une centrale à combustible fossile brûle du charbon, du pétrole ou du gaz naturel. Outre les différences techniques entre les deux approches, elles affectent différemment l'environnement: les centrales à combustibles fossiles sont notoire pour les émissions de gaz à effet de serre, alors que les réacteurs nucléaires sont connus pour les déchets radioactifs, qui peuvent rester dangereux pour des milliers d'années.

Une centrale électrique à combustible fossile s'appuie sur l'ancienne technologie du feu pour produire de la chaleur; de telles installations brûlent des combustibles hydrocarbonés tels que le méthane ou le charbon pulvérisé. Le processus de combustion libère de l'énergie à partir des liaisons chimiques dans le carburant. En revanche, les réacteurs nucléaires exploitent la chaleur de la radioactivité. Les atomes lourds et instables d'uranium-235 et de plutonium-239, deux combustibles nucléaires courants, se désintègrent en éléments plus légers tout en générant une chaleur abondante.

Parce que les réactions nucléaires sont beaucoup plus énergétiques que les réactions chimiques, une livre de combustible nucléaire transporte environ 1 million de fois plus d'énergie qu'une livre de combustible fossile. Selon l'Université de Floride, une centrale électrique à charbon de 1 gigawatt nécessite 9 000 tonnes de carburant par jour; une centrale nucléaire équivalente consomme environ 3 kilogrammes (6,6 livres) d'uranium dans le même laps de temps.

Les réactions de combustion qui alimentent une centrale à combustible fossile consomment du carburant et de l'oxygène et produisent de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbone et de l'énergie. La combustion du charbon, du gaz naturel et du pétrole produit toujours du CO2, un gaz que l'on croit fortement lié au réchauffement climatique. Étant donné que le charbon et le pétrole contiennent des impuretés non combustibles, ces sources produisent également des oxydes nitreux, du dioxyde de soufre et d'autres polluants. Une centrale nucléaire n'utilise pas de réactions chimiques pour produire de l'énergie; en fonctionnement normal, il n'a pas d'émissions gazeuses.

Des dangers existent à la fois avec les centrales à combustibles fossiles et les centrales nucléaires, bien que nombre d'entre eux soient différents. La conception du réacteur de la plupart des centrales nucléaires en exploitation nécessite un débit d'eau constant pour empêcher le réacteur de surchauffer et de libérer éventuellement de la radioactivité dans l'environnement; la catastrophe de Fukushima en 2011 s'est produite lorsque les pompes à eau sont tombées en panne. Les centrales électriques au charbon génèrent de grandes quantités de cendres, de déchets solides contenant du mercure, de l'arsenic et d'autres matières dangereuses. Certains exploitants d'usines contiennent les cendres dans des bassins gigantesques, qui peuvent se rompre, contaminant les environs. Un tel accident s'est produit dans le Tennessee en 2008, libérant 1,3 million de mètres cubes – 1,7 million de verges cubes – de boue de cendres.