Voici une ventilation des raisons pour lesquelles l'eau lourde est utilisée dans certains réacteurs et pourquoi d'autres refroidisseurs sont utilisés:
Eau lourde dans les réacteurs Candu:
* Modérateur: L'eau lourde est un excellent modérateur, ralentissant les neutrons pour augmenter la probabilité de fission dans l'uranium.
* liquide de refroidissement: Il sert également de liquide de refroidissement en raison de sa capacité thermique élevée et de ses propriétés de transfert de chaleur relativement bonnes.
* Avantages:
* carburant d'uranium naturel: Les réacteurs de Candu peuvent utiliser du carburant d'uranium naturel, ce qui est moins cher et plus facilement disponible que l'uranium enrichi.
* basse pression: L'eau lourde fonctionne à des pressions relativement faibles, réduisant le besoin de systèmes de confinement robustes.
* Inconvénients:
* Coût élevé: L'eau lourde est nettement plus chère que l'eau légère.
* Absorption des neutrons: L'eau lourde absorbe les neutrons dans une petite mesure, ce qui peut réduire l'efficacité du réacteur.
Autres liquides de refroidissement utilisés dans les réacteurs nucléaires:
* eau légère (h₂o): Le liquide de refroidissement le plus courant dans les réacteurs nucléaires, utilisé dans les réacteurs à eau sous pression (PWR) et les réacteurs d'eau bouillants (BWR).
* Avantages: Des propriétés de transfert de chaleur bon marché, abondantes.
* Inconvénients: Nécessite un carburant d'uranium enrichi, un fonctionnement à haute pression, un potentiel de corrosion.
* sodium: Utilisé dans les réacteurs à neutrons rapides (FNR), offrant des capacités de transfert de chaleur élevées et une coupe transversale à faible capture de neutrons.
* Avantages: Très bon transfert de chaleur, compatible avec les réacteurs à neutrons rapides.
* Inconvénients: Très réactif avec l'eau, nécessitant des mesures spécialisées de manipulation et de sécurité.
* liquide de refroidissement à gaz: Le dioxyde de carbone (CO₂) et l'hélium sont utilisés dans certains réacteurs, offrant des avantages dans des situations spécifiques.
* Avantages: Fonctionnement chimiquement inerte, relativement basse pression.
* Inconvénients: Capacité de transfert de chaleur plus faible que les refroidisseurs liquides.
points clés à retenir:
* Aucun liquide de refroidissement n'est universellement supérieur: Le choix du liquide de refroidissement dépend du type de réacteur, de la conception et des objectifs opérationnels.
* Innocuité et efficacité: Le liquide de refroidissement doit être choisi avec soin pour assurer une élimination efficace de la chaleur, une modération des neutrons et une sécurité globale des réacteurs.
Par conséquent, alors que l'eau lourde présente des avantages spécifiques et est utilisé dans certains réacteurs, ce n'est pas le seul liquide de refroidissement utilisé dans l'énergie nucléaire. La sélection du liquide de refroidissement est un facteur crucial dans la conception et le fonctionnement des réacteurs nucléaires.
