L’énergie nucléaire s’est installée dans la plupart des pays développés depuis le début de l’âge de la maîtrise de la science nucléaire dans les années 40-50, d’abord aux États-Unis puis en Europe. Le programme nucléaire de l’Allemagne nazie était paradoxalement assez avancé, mais il n’apparut pas au Führer du III^e Reich comme déterminant dans sa lutte contre les puissances alliées ou mieux dans la production d’une électricité abondante et peu chère.

En France, la première pile nucléaire Zoë mise au point par l’équipe de Joliot-Curie au Commissariat à l’énergie atomique (CEA), qui se trouve encore visible dans le centre nucléaire de Fontenay-aux-Roses, devait préfigurer d’autres réacteurs qui nous apporteraient une indépendance énergétique inégalable (80 % de notre production électrique est aujourd’hui d’origine nucléaire), des réacteurs au graphite-gaz jusqu’aux réacteurs à neutrons rapides censés se réalimenter en matière combustible à partir des produits des précédentes réactions nucléaires. C’est véritablement le réacteur à fusion Iter qui sera construit dans le centre nucléaire de Cadarache, qui amènera une révolution dans la production d’énergie sur notre planète, les réacteurs de génération 3 (comme l’EPR ⁽¹⁾ actuellement développé en France à Flamanville et à Penly, et en Islande) et ceux de génération 4 (haute température) n’apportant sans doute pas d’avancée notable en matière de cycle du combustible.

Les réacteurs à eau pressurisée (REP), dont l’EPR est en quelque sorte un palier supplémentaire avec une puissance de 1 500 à 1 600 MW après le palier N4 dont le dernier exemplaire a été construit par EDF à Chooz B (1 450 MW), sont en effet toujours tributaires d’un cycle compliqué et potentiellement coûteux. En effet, il faut trouver l’uranium et l’extraire dans des pays étrangers, souvent soumis à des règles nationales protectionnistes (Canada, Amérique du Sud) ou situés dans des zones à très forts risques géopolitiques et sécuritaires (Niger), ensuite il faut le transporter vers les usines d’enrichissement, l’uranium naturel extrait n’étant pas utilisable directement. L’isotope est séparé et constitue désormais un combustible qui sera placé dans le cœur du réacteur nucléaire. La réaction elle-même comporte des dangers, une fois la fission enclenchée ; les ingénieurs qui pilotent la réaction doivent selon la demande d’énergie appelée sur le réseau électrique ralentir ou accroître la réaction. Celle-ci ne produit pas en elle-même l’électricité. Elle produit seulement de la chaleur, qui permettra sous forme de vapeur d’entraîner des turbines qui elles produiront l’électricité. Il s’agit souvent du circuit secondaire (le circuit primaire étant principalement un circuit de refroidissement au contact de la réaction nucléaire en cours dans le cœur du réacteur), mais dans certains cas, comme dans la propulsion des sous-marins nucléaires, il n’y a qu’un circuit caloporteur. Le caloporteur est le plus souvent de l’eau. Dans le cas des centrales nucléaires de type REP, le caloporteur des circuits primaire et secondaire est l’eau qui provient des cours d’eau ou de la mer situés à proximité des sites de production électronucléaire.