1. Modération à neutrons:
* Les neutrons de la fission sont trop énergiques pour maintenir une réaction en chaîne. Ils doivent être ralentis à un niveau d'énergie spécifique.
* Modérateurs: Ce sont des matériaux comme l'eau (dans les réacteurs d'eau légers) ou le graphite (dans certains réacteurs) qui ralentissent efficacement les neutrons par collisions.
2. Absorption des neutrons:
* Tiges de commande: Ceux-ci sont faits de matériaux absorbant les neutrons comme le bore ou le cadmium. En insérant ces tiges dans le noyau du réacteur, vous pouvez absorber les neutrons, en réduisant le taux de fission et en contrôlant la puissance de sortie.
* Autres absorbeurs: Certains des produits de fission eux-mêmes sont de bons absorbeurs à neutrons, ce qui aide à réguler la réaction.
3. Enrichissement du carburant:
* Uranium naturel: Ne contient que 0,7% de l'isotope fissile U-235.
* Enrichissement: Augmente la concentration de U-235, ce qui rend le carburant plus réactif. Le niveau d'enrichissement détermine la facilité avec laquelle la réaction en chaîne peut être maintenue.
4. Géométrie du réacteur:
* forme et taille: La conception du réacteur influence l'écoulement des neutrons et dans quelle mesure ils peuvent déclencher une fission supplémentaire.
* réflecteur: Un matériau entourant le noyau qui reflète les neutrons à échapper dans la zone de réaction, augmentant l'efficacité.
5. Système de refroidissement:
* Retrait de la chaleur: La fission génère une chaleur énorme, qui doit être constamment retirée pour éviter la surchauffe.
* liquide de refroidissement: Il peut s'agir de l'eau, de l'eau lourde ou d'autres liquides qui circulent à travers le noyau, absorbant la chaleur et le transférant dans un échangeur de chaleur.
comment tout cela fonctionne ensemble:
1. Initiation de la réaction en chaîne: Un neutron frappe un atome U-235, provoquant une fission et libéré plus de neutrons.
2. Modérer les neutrons: Le modérateur ralentit ces neutrons à un niveau d'énergie adapté à une fission supplémentaire.
3. Contrôlant la réaction: Les tiges de commande absorbent certains neutrons, empêchant une réaction en chaîne incontrôlée.
4. Soutenir la réaction: Les neutrons restants déclenchent d'autres événements de fission, en maintenant la réaction à un rythme contrôlé.
5. refroidissement: Le système de refroidissement supprime la chaleur générée par le processus de fission.
Mécanismes de sécurité:
* Scram Système: Ce système insère rapidement toutes les tiges de commande dans le noyau, arrêtant la réaction en chaîne en cas d'urgence.
* Bâtiment de confinement: Une structure forte qui empêche la libération de matières radioactives en cas d'accident.
* Systèmes de sauvegarde: Plusieurs systèmes redondants garantissent que le réacteur reste sous contrôle même en cas de défaillance.
en résumé: Les réacteurs nucléaires s'appuient sur une combinaison sophistiquée de modération des neutrons, de tiges de commande, d'enrichissement du carburant, de géométrie des réacteurs et de systèmes de refroidissement pour gérer la réaction en chaîne nucléaire et produire de l'énergie en toute sécurité et efficacement.
