Pour rappel, la matière combustible fissile dans le réacteur émet de la chaleur à chaque fission. C’est cette chaleur dont on se sert pour chauffer de l’eau et faire tourner une turbine. Une centrale nucléaire est avant tout une centrale thermique. Pour produire cette fission, on se sert des neutrons émis par d’autres fissions. Le combustible nucléaire fonctionne donc en chaîne : une fission initiale produit de l’énergie et des neutrons, ces neutrons fissionnent d’autres atomes, qui produisent d’autre énergie et d’autres neutrons, et ainsi de suite. Laissée de façon incontrôlée, la réaction libère de plus en plus d’énergie de façon exponentielle : laissée tel quel, ça fait une bombe atomique. C’est pas différent d’une bouteille de gaz : si on jette la bouteille dans le feu, ça explose, mais si on ne brûle que ce qui sort du brûleur, c’est contrôlé et tout va bien. Dans une centrale nucléaire, on contrôle donc en permanence la quantité de neutrons « efficaces », celles qui entretiennent la réaction. Ceci, au moyen des barres de contrôles notamment. Ce sont des tiges qui viennent se placer entre les pastilles de combustibles et absorbent les neutrons, arrêtant la réaction si besoin, et la contrôlant en temps normal. Les barres de contrôle ne sont pas à confondre avec les modérateurs de neutron. Ce dernier, malgré un nom qui a tendance à dire « limiteur » ne limite pas la réaction : elle l’accélère ! En effet, les neutrons émis lors d’une fission sont très rapides (20 % de la vitesse de la lumière). C’est beaucoup trop rapide pour provoquer des fissions. Du coup, on va les ralentir : c’est le rôle du modérateur. La vitesse limitée, le neutron a plus de chance de rencontrer un autre atome et de le fissionner. Dans une centrale, donc, on contrôle la réaction avec les barres de contrôle (qui réduisent la réaction) et la quantité de modérateur (qui l’accélèrent). En plus de tout ça, il faut tenir compte et compenser des effets des produits de la fission. En effet, l’uranium qui fissionne c’est joli, on les produits de fission (xénon par exemple) sont toujours là, et ont eux aussi un effet soit modérateur, soit absorbeur. Il faut en tenir compte. Dans certains types de réacteurs, comme l’EPR (un REP, réacteur à eau [légère] pressurisée), c’est l’eau qui joue le rôle de modérateur. Le génie ici, c’est que l’eau gère elle-même la réaction. En présence d’eau, la réaction s’accélère. Si elle s’accélère, ça chauffe, et l’eau devient moins dense. Si la densité baisse, il y a moins d’eau, et la réaction se calme. C’est donc une boucle de rétroaction négative qui tend à stabiliser naturellement la réaction. Bien-sûr, ceci est le cas à des températures et des pressions d’eau bien précises. Il faut maintenir le contrôle sur tout ça.

rod axe man ~ homme à la hache chargé des barres

Experience décrite dans l'excellente bd "la bombe ". cette expérience a eu lieu dans le gymnase du campus de Chicago.

Ce réacteur avait une puissance stupéfiante : presque un demi Watt ! De quoi alimenter au moins le dixième d'une ampoule à basse consommation, sauf qu'il s'agit ici de puissance thermique et pas électrique

Experience décrite dans l'excellente bd "la bombe ". cette expérience a eu lieu dans le gymnase du campus de Chicago.

Pour rappel, la matière combustible fissile dans le réacteur émet de la chaleur à chaque fission. C’est cette chaleur dont on se sert pour chauffer de l’eau et faire tourner une turbine. Une centrale nucléaire est avant tout une centrale thermique. Pour produire cette fission, on se sert des neutrons émis par d’autres fissions. Le combustible nucléaire fonctionne donc en chaîne : une fission initiale produit de l’énergie et des neutrons, ces neutrons fissionnent d’autres atomes, qui produisent d’autre énergie et d’autres neutrons, et ainsi de suite. Laissée de façon incontrôlée, la réaction libère de plus en plus d’énergie de façon exponentielle : laissée tel quel, ça fait une bombe atomique. C’est pas différent d’une bouteille de gaz : si on jette la bouteille dans le feu, ça explose, mais si on ne brûle que ce qui sort du brûleur, c’est contrôlé et tout va bien. Dans une centrale nucléaire, on contrôle donc en permanence la quantité de neutrons « efficaces », celles qui entretiennent la réaction. Ceci, au moyen des barres de contrôles notamment. Ce sont des tiges qui viennent se placer entre les pastilles de combustibles et absorbent les neutrons, arrêtant la réaction si besoin, et la contrôlant en temps normal. Les barres de contrôle ne sont pas à confondre avec les modérateurs de neutron. Ce dernier, malgré un nom qui a tendance à dire « limiteur » ne limite pas la réaction : elle l’accélère ! En effet, les neutrons émis lors d’une fission sont très rapides (20 % de la vitesse de la lumière). C’est beaucoup trop rapide pour provoquer des fissions. Du coup, on va les ralentir : c’est le rôle du modérateur. La vitesse limitée, le neutron a plus de chance de rencontrer un autre atome et de le fissionner. Dans une centrale, donc, on contrôle la réaction avec les barres de contrôle (qui réduisent la réaction) et la quantité de modérateur (qui l’accélèrent). En plus de tout ça, il faut tenir compte et compenser des effets des produits de la fission. En effet, l’uranium qui fissionne c’est joli, on les produits de fission (xénon par exemple) sont toujours là, et ont eux aussi un effet soit modérateur, soit absorbeur. Il faut en tenir compte. Dans certains types de réacteurs, comme l’EPR (un REP, réacteur à eau [légère] pressurisée), c’est l’eau qui joue le rôle de modérateur. Le génie ici, c’est que l’eau gère elle-même la réaction. En présence d’eau, la réaction s’accélère. Si elle s’accélère, ça chauffe, et l’eau devient moins dense. Si la densité baisse, il y a moins d’eau, et la réaction se calme. C’est donc une boucle de rétroaction négative qui tend à stabiliser naturellement la réaction. Bien-sûr, ceci est le cas à des températures et des pressions d’eau bien précises. Il faut maintenir le contrôle sur tout ça.

rod axe man ~ homme à la hache chargé des barres