Neutron dans une centrale nucléaire

Micki2a · 07/12/2009 - 18h22

Bonsoir tout le monde. J'ai une question à poser sur le fonctionnement d'une centrale nucléaire. Je sais qu'on utilise la fission nucléaire (bientôt la fusion, espérons).

Et je voudrais savoir comment était produit le neutron qui sert a casser le noyau d'Uranium et également savoir comment est il accéléré pour avoir assez d'énergie cinétique pour le briser?

Je vous remercie d'avance =)

Sigmar · 07/12/2009 - 18h26

Il est produit par la désintégration spontannée de certains éléments radioactifs du coeur, et si ce signal n'est pas assez important, on amorce la réaction à l'aide d'une source de neutrons plus active.
Il suffit d'un rien pour casser un noyau d'uranium. N'importe quel neutron peut quasiment faire l'affaire.

Micki2a · 07/12/2009 - 18h47

Envoyé par Sigmar

Il est produit par la désintégration spontannée de certains éléments radioactifs du coeur, et si ce signal n'est pas assez important, on amorce la réaction à l'aide d'une source de neutrons plus active.
Il suffit d'un rien pour casser un noyau d'uranium. N'importe quel neutron peut quasiment faire l'affaire.

Un élement radioactif peut émettre un neutron ? Et si il l'émet c'est à une vitesse suffisante pour briser le noyau d'uranium?
Et pour la deuxième solution, comment on crée la source de neutrons plus actives? Quand tu dis plus actives c'est qui se déplacent plus vite?

Merci en tout cas =)

KLOUG · 07/12/2009 - 22h54

Bonsoir

Il y a effectivement des produits radioactifs qui émettent des neutrons par fissions spontanées. Le californium-252 est un des radionucléide utilisé pour cette propriété. Le CEA en possédait à une époque, tout comme l'IRSN.
On l'a mis en évidence avec les transuraniens dont le plutonium découvert par Seaborg et son équipe.
Il émet un neutron "rapide" (environ 15 Mev) que l'on doit ralentir pour obtenir une fission.
Les sources de californium étaient utilisées pour "démarrer" les coeurs neufs des centrales nucléaires. Aujourd'hui tous les réacteurs (en France) possèdent du combustible usé où il y a des radionucléides qui continuent à émettre des neutrons.
Il n'y a plus besoin d'avoir de sources neutroniques.

Mais à l'étranger pour les nouveaux réacteurs on procédera de cette manière.

Bonne continuation
KLOUG

pepejy · 08/12/2009 - 00h24

Bonsoir,

Comme vous l'a indiqué notre ami Kloug, le neutron éjecté a suffisament d'énergie, on est obligé de le ralentir pour avoir des réaction plus efficace avec les noyaux d'uranium.

La section efficace de fission est inversement proportionelle à la vitesse donc à l'energie cinétique (en première approximation), la plage la plus intéressante se situe à environ 0,025 MeV. On a themalisé les neutrons. Leur énergie cinétique correspond à l'énergie d'agitation thermique. de plus en les ralentissant on prend une part de l'énergie, et l'eau qui sert de modérateur Chauffe et on peut récupére cette énergie.

Il existait en france une filière neutrons rapides (phényx et superphényx), mais elle est abandonné depuis 20 ans pour des raisons politiques

Micki2a · 08/12/2009 - 06h51

Merci beaucoup pour vos réponses.

Juste une petite question. En Terminale S je viens de voir qu'il y a les désintégrations Béta -, Béta +, Alpha.
Et on a pas parlé d'émission de neutron juste des électrons, positrons et noyaux d'hélium. La seule chose qu'on a dit sur le neutron c'est que dans le cas d'une désintégration béta -, il se transformait en proton.
Alors je voudrais savoir quelle type de désintégration c'est ?

Merci =)

Arapède · 08/12/2009 - 18h37

Bonsoir KLOUG,

Envoyé par KLOUG

Bonsoir

Il y a effectivement des produits radioactifs qui émettent des neutrons par fissions spontanées. Le californium-252 est un des radionucléide utilisé pour cette propriété. Le CEA en possédait à une époque, tout comme l'IRSN.
On l'a mis en évidence avec les transuraniens dont le plutonium découvert par Seaborg et son équipe.
Il émet un neutron "rapide" (environ 15 Mev) que l'on doit ralentir pour obtenir une fission.
Les sources de californium étaient utilisées pour "démarrer" les coeurs neufs des centrales nucléaires. Aujourd'hui tous les réacteurs (en France) possèdent du combustible usé où il y a des radionucléides qui continuent à émettre des neutrons.
Il n'y a plus besoin d'avoir de sources neutroniques.

Mais à l'étranger pour les nouveaux réacteurs on procédera de cette manière.

KLOUG

Je pense que l'IRSN possède encore, à Cadarache, des sources de neutrons, Américium-Béryllium et Californium 252.
15 MeV pour un neutron de Californium 252 est plutôt à l'extrêmité du spectre. Les neutrons du Californium 252 présentent une distribution en énergie dite Maxwellienne, de la forme : A*E^1/2*exp(-E/E_n), avec E_n=1.42 MeV. A est une constante égale à : 2/(pi^1/2*E_n^3/2), si l'on veut normaliser la distribution.
Autrefois, on utilisait des sources alpha+béryllium pour le démarrage des réacteurs. Il s'agissait de sources radium-béryllium parce qu'il n'y avait pas trop de choix pour l'émetteur alpha. Cela posait quelques problèmes pour la manipulation de la source à cause des gammas du radium.

FC05 · 08/12/2009 - 19h08

Envoyé par Micki2a

Merci beaucoup pour vos réponses.

Juste une petite question. En Terminale S je viens de voir qu'il y a les désintégrations Béta -, Béta +, Alpha.
Et on a pas parlé d'émission de neutron juste des électrons, positrons et noyaux d'hélium. La seule chose qu'on a dit sur le neutron c'est que dans le cas d'une désintégration béta -, il se transformait en proton.
Alors je voudrais savoir quelle type de désintégration c'est ?

Merci =)

Comme ça tu bossera ton anglais en même temps !

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_source

jeanduponddeluxe · 24/01/2010 - 19h32

Bonjour,
je fais remonter le post car une question me vient.
Lorsque l'on recharge le réacteur on ne change pas tout le combustible en même temps donc à un moment ou à un autre le combustible usé va être être en présence du combustible neuf.
Et puisque le combustible usé continue à emettre des neutrons, la fission se lancerait avant même qu'ils aient finit de refermer le réacteur.
Quel type de modérateur utilisent ils pour ralentir et arrêter réaction?

merci

jeanduponddeluxe · 24/01/2010 - 19h39

En fait le rechargement d'un réacteur est extremement dangereux.

rlo · 24/01/2010 - 20h01

Bonsoir,

Et bien non.....il y a les absorbants de contrôle qui permettent de garantir que le coeur est sous-critique : c'est un poison neutronique qui absorbe les neutrons. Lors du recharchement, les absorbants présents empêchent le réacteur de démarrer. Quelques matériaux absorbants : hafnium, bore, ...
Il ne faut pas confondre avec le modérateur (dans un réacteur à neutrons thermique) qui ralentit les neutrons (absorbe l'énergie cinétique des neutrons).

KLOUG · 24/01/2010 - 21h14

Bonsoir
La réponse de rlo est juste. On peut y ajouter que toutes les barres de contrôles ne sont pas en hafnium. On utilise aussi du cadminum et on a aussi essayé du gadolinium.
Pour ceux que la radioactivité et la radioproitection intéresse venez nous voir sur un site que je co anime : www.rpcirkus.com
A bientôt
KLOUG