Comment ça marche les (V)HTR ?

[invite13a0cb2c]

Bonjour les Amigos !
Je ne sais pas si je suis réellement dans la bonne partie du forum, donc si je me trompe, je vous prierai donc de m'excuser !
Alors voilà, j'ai un TPE à faire sur le nucléaire, et j'aurais voulu traiter des HTR, et donc dans une moindre mesure des VHTR (very high temperatur reactor). Je ne vous demande aucunement de me mâcher le travail, juste que j'ai du mal à comprendre quelques faits, j'aimerais donc qu'on m'explique le pourquoi du comment, et si possible, que ce soit compréhensible par un niveau de 1ère S.
Pour donner quelques exemples, je ne comprends pas pourquoi le combustible est sous forme de petite bille, ni ce qu'est un caloporteur à gaz, et donc ce que bien venir faire de l'hélium gazeux dans l'extraction de la chaleur produite par la fission. Donc si vous pouviez m'éclaire, ça serait avec PLAISIR ! Si vous trouvez que ma demande est trop "brouillonne", dites le moi, je tâcherai d'expliquer plus clairement l'essence même de ce qui me pose problème !

Pour faire ma partie sur les (V)HTR, je me suis entre autre inspiré de ce site http://www.laradioactivite.com/fr/si...ncipes_HTR.htm dont quelques faits m'échappent !
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[invitee75a95d8]

Bonjour,

Un caloporteur, c'est un truc qui transporte de la chaleur. Par exemple, si tu as une installation de chauffage central dans ta maison, la chaudière produit de la chaleur et elle est transportée vers les radiateur par de l'eau. L'eau est donc le caloporteur dans ce cas.

Ici, il en est de même. La réaction nucléaire produit de la chaleur au sein de l'uranium. Cette chaleur, qui ne sert à rien à cet endroit, est transportée vers une turbine. Dans une centrale à eau pressurisée, le caloporteur est de l'eau liquide, ce qui limite la température atteignable pour rester en dessous du point d'ébullition. Dans les projets de VHTR, le caloporteur est de l'hélium gazeux.

La conception du combustible sous forme de billes, c'est pour optimiser les échanges entre l'uranium "chaud" et le caloporteur pour que toute cette chaleur générée par la réaction de fission "serve" à quelque chose.

[Gilgamesh]

Pour donner quelques exemples, je ne comprends pas pourquoi le combustible est sous forme de petite bille, ni ce qu'est un caloporteur à gaz, et donc ce que bien venir faire de l'hélium gazeux dans l'extraction de la chaleur produite par la fission. Donc si vous pouviez m'éclaire, ça serait avec PLAISIR ! Si vous trouvez que ma demande est trop "brouillonne", dites le moi, je tâcherai d'expliquer plus clairement l'essence même de ce qui me pose problème !

Pour faire ma partie sur les (V)HTR, je me suis entre autre inspiré de ce site http://www.laradioactivite.com/fr/si...ncipes_HTR.htm dont quelques faits m'échappent !

Pour les petites billes, je pense que ça rajoute une barrière au combustible, jusqu'à de très haute température (1600°C).

Pour l'hélium : on attend d'un caloporteur qu'il transporte beaucoup de chaleur par unité de masse et qu'il n'attaque pas les canalisations. De ce point de vue l'hélium gazeux fait mieux que l'eau : la masse molaire est moindre (M=4 g/mol au lieu de 18) et donc sa capacité calorifique qui est en 1/M est nettement plus élevée

Et l'hélium est inerte chimiquement. Cela permet de fonctionner à plus haute température car l'eau au dela de la température du point critique de 374°C est très corrosive.

Fonctionner à haute température améliore le rendement thermodynamique.

a+

[invite13a0cb2c]

Rebonjour, je suis allé jeté un coup d'oeil sur wikipédia quant au terme "rendement thermodynamique", mais je ne vois pas de quoi il s'agit en pratique, pourriez-vous m'expliquer please ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Rebonjour, je suis allé jeté un coup d'oeil sur wikipédia quant au terme "rendement thermodynamique", mais je ne vois pas de quoi il s'agit en pratique, pourriez-vous m'expliquer please ?

C'est le rendement de Carnot (là tu aura plus de réponse ).

Si Tf est le température de la source froide (l'eau de refroidissement) et Tc celle de la source chaude (l'hélium après chauffage par les billes), le rendement maximal est :



Tf et Tc exprimés en Kelvin.

On a donc toujours intérêt au plan fondamental à travailler avec la source chaude la plus chaude possible et la source froide la plus froide possible.

a+