Aux États-Unis, les deux tiers des réacteurs sont des réacteurs à eau pressurisée (REP) et le reste des réacteurs à eau bouillante (REB). Dans un réacteur à eau bouillante, comme illustré ci-dessus, l'eau est portée à ébullition et transformée en vapeur, laquelle est ensuite envoyée dans une turbine pour produire de l'électricité.
Dans les réacteurs à eau pressurisée, l'eau du cœur est maintenue sous pression et ne doit pas bouillir. La chaleur est transférée à l'eau extérieure au cœur grâce à un échangeur de chaleur (également appelé générateur de vapeur), ce qui provoque l'ébullition de cette eau, la production de vapeur et l'actionnement d'une turbine. Dans les réacteurs à eau pressurisée, l'eau qui bout est distincte du processus de fission et ne devient donc pas radioactive.
Après avoir actionné la turbine, la vapeur est refroidie pour se condenser en eau. Certaines centrales utilisent l'eau des rivières, des lacs ou de l'océan pour refroidir la vapeur, tandis que d'autres emploient de hautes tours de refroidissement. Ces tours, en forme de sablier, sont un élément caractéristique de nombreuses centrales nucléaires. Pour chaque unité d'électricité produite par une centrale nucléaire, environ deux unités de chaleur résiduelle sont rejetées dans l'environnement.
La puissance des centrales nucléaires commerciales varie d'environ 60 mégawatts pour la première génération de centrales du début des années 1960, à plus de 1 000 mégawatts. Nombre d'entre elles comportent plusieurs réacteurs. La centrale de Palo Verde, en Arizona, par exemple, est composée de trois réacteurs distincts, chacun d'une capacité de 1 334 mégawatts.
Certains réacteurs étrangers utilisent des fluides caloporteurs autres que l'eau pour évacuer la chaleur de fission du cœur. Les réacteurs canadiens utilisent de l'eau enrichie en deutérium (appelée « eau lourde »), tandis que d'autres sont refroidis par gaz. Une centrale du Colorado, aujourd'hui définitivement fermée, utilisait de l'hélium gazeux comme fluide caloporteur (il s'agissait d'un réacteur à haute température refroidi par gaz). Quelques centrales utilisent du métal liquide ou du sodium.
Date de publication : 11 novembre 2022