reaction en chaine dans un reacteur nucléaire

[mav62]

Bonjour,
Dans un réacteur nucléaire afin de maitriser la réaction en chaine, des barres de contrôle absorbent des neutrons de manière à avoir 1 neutron libéré par fission. Or lors d'une fission il y a 2 ou 3 neutrons libérés. Comment fait-on pour absorber 1 ou 2 neutrons et en laisser 1 ?
Merci d'avance pour vos réponses.

[moco]

C'est une question statistique. Imaginons qu'il y a dans l'espace autour de la première fission en moyenne 2 atomes de cadmium pour un d'uranium. Sur les 3 neutrons produits, deux vont être captés par un noyau de cadmium sans autre effet particulier que de produire un noyau plus lourd. Et le 3ème neutron va être capté par un noyau d'uranium, qui va subir la fission.
Et cela continue jusqu'à épuisement soit du cadmium, soit de l'uranium.

On n'est pas obligé d'utiliser du cadmium comme matière absorbante. Je sais que cela va bien avec le cadmium, mais il y a d'autres options possibles, bien entendu.

[Tiluc40]

Bonjour,

**** (Moco a bien répondu)

Il me semble qu'on utilise des barres de graphite, pour absorber les neutrons en excés.
J'ai un vague souvenir d'une histoire de temps de latence, qui rendait le pilotage par asservissement possible. Est-ce que quelqu'un a plus d'infos sur ce point ?

Sinon, pour info, les réactions nucléaires, c'est plutôt classé dans la Physique.

[moco]

Non. Le graphite n'absorbe pas les neutrons. Le graphite a un autre rôle. Il réfléchit les neutrons comme un miroir. C'est simplement pour éviter qu'on perde la plupart des neutrons formés. On entoure l'uranium par un manteau de graphite. Il les réfléchit vers l'intérieur de la bombe.

[Tiluc40]

Merci pour la correction.

[cumulocirrus]

Bonjour,

La réponse à la question initiale est un peu plus fine.
Il y a effectivement 2,5 neutrons en moyenne qui sont émis par la réaction de fission.
Pour maintenir le coeur critique, c'est-à-dire dans un état stable, il faut que chaque fission pouisse en moyenne entrainer une fission, et une seule. Il faut donc effectivement équilibrer le bilan neutronique pour qu'il ne reste en moyenne qu'un neutrons émis par fission.
Notons que tous les neutrons ne peuvent pas induire de fissions. Dans les REP, seuls les neutrons lents peuvent induire des fissions. Autrements dit, partant de 2,5 neutrons rapides émis par fission, il faut obtenir 1 neutron lent en moyenne.

Pour celà, il faut tenir compte que :
-des neutrons vont fuire du coeur (fuites neutroniques),
-des neutrons vont être absorbées par les structures métalliques du réacteurs,
-lors du ralentissement (passage de neutrons rapide à thermique), des neutrons sont capturés (captures résonnantes)

Malgré tout, il reste un excès de neutrons lents. Pour les capturer, et équilibrer le bilan neutronique, on utilise deux moyens de contrôle: le bore soluble, et les grappes de commande, qui sont des absorbant neutroniques.
Pour les grappes d'absorbant, on trouve généralement des grappes en alliage AIC (argent-indium-cadnium) ou en carbure de bore B4C. Il me semble que des grappes en hafnium ont également été testées dans les REP.

Enfin, j'ajouterai qu'il existe dans les REP des phénomènes de contre-réactions qui ont tendance à "stabiliser" le réacteur et donc à équilibrer le bilan neutronique.

[moco]

Bien sûr que Cumulocirrus a raison. Mais j'ai l'impression qu'il ne sert à rien de chercher à être complet.
J'ai cherché à me mettre au niveau de quelqu'un qui manifestement en est au début de l'étude de la fission. Je ne crois pas qu'il veuille un cours sur la marche d'une centrale nucléaire.
Bien sûr que c'est plus compliqué. Et il faudrait encore parler de toute la problématique de la section efficace, qui varie beaucoup avec l'énergie des neutrons, et la nature de la cible.
Mais j'ai un peu l'impression que cela ne sert à rien d'étaler sa culture, face à quelqu'un qui ne sait peut-être même pas que REP veut dire réacteur à eau pressurisée, comme le fait Cumulocirrus . Et pourquoi il faut de l'eau pressurisée...
Je peux me tromper...

[mav62]

merci pour vos réponses