Les nouvelles crayons nucléaires deviennent chauds principalement en raison de réactions de fission , qui se produisent lorsque les neutrons entrent en collision avec les atomes d'uranium à l'intérieur des tiges. Ce processus génère chaleur , qui est la principale source d'énergie dans un réacteur nucléaire. Voici une ventilation du processus:

1. Fission: Lorsqu'un neutron frappe un atome d'uranium, il provoque la division du noyau de l'atome en deux atomes plus petits (produits de fission). Ce processus de fractionnement libère une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur et de rayonnement.

2. Réaction en chaîne: Le processus de fission libère également des neutrons supplémentaires, qui peuvent ensuite frapper d'autres atomes d'uranium, provoquant une fission supplémentaire. Cette réaction en chaîne se poursuit, conduisant à une libération soutenue d'énergie.

3. Génération de chaleur: L'énergie libérée par la fission est principalement sous forme de chaleur. Cette chaleur est absorbée par la tige de combustible et les composants environnants.

4. Transfert de chaleur: La chaleur des tiges de carburant est ensuite transférée dans un liquide de refroidissement, comme l'eau, qui circule à travers le réacteur. Le liquide de refroidissement chauffé est ensuite utilisé pour générer de la vapeur, qui entraîne des turbines pour produire de l'électricité.

Facteurs contribuant à la génération de chaleur:

* Enrichissement uranium: Le carburant d'uranium utilisé dans les réacteurs nucléaires est enrichi d'une concentration plus élevée d'uranium-235 fissile que l'uranium naturel. Cette concentration plus élevée de matériaux fissiles conduit à une réaction en chaîne plus rapide et à plus de génération de chaleur.

* Flux de neutrons: Le nombre de neutrons disponibles pour provoquer des réactions de fission affecte également la production de chaleur. Un flux de neutrons plus élevé conduit à plus d'événements de fission et à plus de chaleur.

* Conception de la tige de carburant: La conception de la tige de carburant elle-même influence la production de chaleur. Des facteurs tels que la taille et la forme des pastilles de carburant, le matériau de revêtement et le nombre de tiges de carburant dans un noyau de réacteur affectent tous le transfert de chaleur et la production de chaleur globale.

Remarque: De nouvelles crayons de carburant subissent généralement une augmentation progressive de la température à mesure que la réaction en chaîne progresse. La température est soigneusement surveillée et contrôlée pour assurer le fonctionnement sûr et efficace du réacteur.