L'énergie nucléaire provient de l'énergie stockée dans le noyau (noyau) d'un atome. Cette énergie est libérée par fission (division d'atomes) ou fusion (fusion d'atomes pour former un atome plus gros). L'énergie libérée peut être utilisée pour produire de l'électricité.
Les combustibles fossiles, qui comprennent principalement le charbon, le pétrole et le gaz naturel, comblent la majorité des besoins énergétiques dans le monde. La production d'électricité est l'une des utilisations prédominantes des combustibles fossiles. Mais cette ressource est limitée.
Générer de l'électricité
L'énergie nucléaire peut être libérée en divisant un atome d'uranium. Le noyau d'un atome est constitué de protons et de neutrons. Lorsque le noyau se divise, il libère de l'énergie sous forme de chaleur. Certains neutrons sont également libérés dans la scission. Ces neutrons pourraient diviser d'autres noyaux, libérant plus de chaleur et de neutrons. Cette réaction en chaîne est appelée fission nucléaire.
Les combustibles fossiles ont été formés à partir des restes organiques de plantes et d'animaux préhistoriques. Ces vestiges, vieux de millions d'années, ont été transformés par la chaleur et la pression de la croûte terrestre en combustibles contenant du carbone.
Les centrales nucléaires et les centrales à combustibles fossiles produisent de l'électricité de la même manière. La chaleur générée dans ces usines est utilisée pour produire de la vapeur. Cette vapeur entraîne une turbine qui alimente un générateur qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
Émissions: énergie nucléaire contre énergie au charbon
L'énergie nucléaire est plus propre tout en produisant de l'électricité. La fission nucléaire fournit de l'énergie sans libérer de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone. Cependant, les centrales nucléaires génèrent des déchets radioactifs, un facteur critique lors d'une comparaison entre la pollution des combustibles fossiles et celle de l'énergie nucléaire.
Cependant, dans une comparaison entre l'énergie nucléaire et l'énergie au charbon, considérez que la combustion de combustibles fossiles libère du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. En fait, 90 pour cent des émissions de carbone provenant de la production d'électricité aux États-Unis proviennent de centrales électriques au charbon. Ils émettent des polluants tels que le dioxyde de soufre, les métaux toxiques, l'arsenic, le cadmium et le mercure.
Efficacité et fiabilité
Une pastille de combustible nucléaire pèse environ 0,1 once (6 grammes). Cependant, cette seule pastille produit la quantité d'énergie équivalente à celle générée par une tonne de charbon, 120 gallons de pétrole ou 17 000 pieds cubes de gaz naturel, ce qui rend le combustible nucléaire beaucoup plus efficace que le combustible fossile carburants.
En outre, les centrales nucléaires fonctionnent de manière plus fiable que les autres installations de production d'électricité. En 2017, les centrales nucléaires fonctionnaient à pleine capacité 92 % du temps. A titre de comparaison, considérons les durées de fonctionnement des autres sources de production d'énergie: centrales au charbon (54 %), centrales au gaz naturel (55 %), éoliennes (37 %) et centrales solaires (27 %).
Disponibilité des ressources
L'uranium est l'une des sources d'énergie les plus abondantes sur Terre. L'uranium peut être retraité et réutilisé, l'un des avantages de l'énergie nucléaire par rapport aux combustibles fossiles. Les combustibles fossiles, quant à eux, ne sont pas renouvelables. Il y a eu une forte baisse des réserves d'énergie en raison de la dépendance des gens aux combustibles fossiles.
Coûts: énergie nucléaire par rapport aux combustibles fossiles
Le coût est important lorsque l'on considère les avantages et les inconvénients de l'énergie nucléaire par rapport aux combustibles fossiles. Alors que les coûts d'exploitation des centrales nucléaires dépassent le coût des autres sources d'énergie génératrices d'électricité, le coût total est inférieur à la plupart. Le coût total moyen de la production d'électricité comprend l'exploitation, l'entretien et les combustibles. Les coûts sont indiqués en moulins par kilowattheure, où un moulin équivaut à 0,001 $ ou un dixième de cent américain.
Les coûts totaux moyens en moulins par kilowattheure déclarés pour 2017 sont, par ordre croissant de coût, de 10,29 pour l'énergie hydroélectrique (y compris à la fois l'hydroélectricité conventionnelle et le stockage par pompage). centrales hydroélectriques), 24,38 pour l'énergie nucléaire, 31,76 pour les turbines à gaz et à petite échelle (définies comme les turbines à gaz, les centrales à combustion interne, les centrales photovoltaïques ou solaires et éoliennes) et 35,41 pour les centrales à vapeur fossile les plantes.
Avenir de la production d'énergie
Les sources de combustibles fossiles diminuent progressivement, entraînant une potentielle pénurie mondiale d'énergie. Les centrales nucléaires fournissent déjà de l'énergie dans trente États. Avec deux nouvelles usines approuvées et environ 18 demandes de construction de nouvelles usines à l'étude par les États-Unis. Commission de réglementation nucléaire en 2018, les centrales nucléaires pourraient combler ce besoin énergétique aux États-Unis.