Modérateur (nucléaire)
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Placé au cœur d'un réacteur nucléaire, le modérateur est l'élément qui ralentit la vitesse des neutrons, permettant ainsi une réaction nucléaire en chaîne efficace. L'élément retenu pour concevoir le modérateur d'un réacteur nucléaire est le plus souvent de l'hydrogène, du deutérium ou du carbone.
Le principe de ralentissement des neutrons est théorisé par le concept de thermalisation des neutrons.
[modifier] Principe
Le ralentissement des neutrons est obtenu par un choc entre ce neutron et les noyaux d'atomes du modérateur. Lors de ce choc, une partie de l'énergie du neutron est transmise au noyau, ce qui provoque le ralentissement. Un bon modérateur doit avoir une section efficace élévée pour le choc élastique, mais la plus faible possible pour la capture neutronique. De plus, le ralentissement sera d'autant plus efficace que le noyau a une masse proche de celle du neutron.
[modifier] Matériaux utilisés
- Hydrogène : sous la forme d'eau ordinaire ("eau légère"), dans un réacteur à eau légère, par exemple le REP. C'est le modérateur le plus efficace, la masse du noyau étant très proche de celle du neutron. Cependant, la capture neutronique est assez importante, ce qui conduit à une grande perte de neutrons. D'où la nécessité de l'uranium enrichi pour fonctionner.
- Deutérium : sous la forme d'eau lourde, dans un réacteur à eau lourde, par exemple le CANDU. Modérateur moins efficace que l'hydrogène, mais la capture neutronique étant plus faible, les réacteurs modérés à l'eau lourde peuvent utiliser de l'uranium naturel. Cependant l'eau lourde est un composé onéreux.
- Carbone : sous la forme de graphite ou carbone pyrolytique, utilisé par exemple sur le RBMK et le réacteur à lit de boulets. Certains de ces réacteurs peuvent utiliser de l'uranium naturel.
- Béryllium : sous forme métallique. Le beryllium est cher et toxique, c'est pourquoi son utilisation est limitée.
