Comme mentionné dans mon article du 8 mars sur la fission nucléaire, une réaction nucléaire dans une centrale est amorcée par des neutrons projetés contre des noyaux d'uranium, entraînant la fission de ces derniers. Lorsqu'un noyau d'uranium se fissionne, il libère généralement d'autres neutrons qui iront frapper d'autres atomes d'uranium et la réaction se poursuivra ainsi.
Cependant, il faut bien que le réacteur soit actionné avant de pouvoir fonctionner par lui même. Pour cela, un neutron d'une source externe doit être projeté dans le générateur nucléaire. En général, l'isotope californium 252 (252Cf) est utilisé, car il a la propriété de se désintégrer en émettant des neutrons. Cependant, on ne retrouve pas cet élément dans la nature, il faut le fabriquer à partir de l'uranium 238, qui deviendra du californium après avoir absorbé plusieurs neutrons.
Il existe également d'autres moyens de produire des neutrons libres, cependant moins efficaces. En effet, certains éléments ont la propriété d'émettre des neutrons lorsqu'ils sont bombardés par des particules alpha (les particules alpha sont émises par les éléments radioactifs), tel que le béryllium.
Lorsque la réaction de fission est amorcée au sein d'un générateur nucléaire, on utilise des absorbeurs de neutrons pour contrôler la réaction et la stabiliser. Si la réaction n'est pas modérée, alors les réactions seront de plus en plus nombreuses et on aura un gigantesque dégagement d'énergie, proportionnel à la densité des atomes d'uranium. C'est par une réaction de fission non contrôlée qu'on produit une bombe nucléaire. Pour modérer la réaction, on utilise donc des matériaux qui ont la capacité d'absorber les neutrons. Par exemple, le bore, le cadmium et le gadolinium.
Les neutrons émis lors de la fission nucléaire par l'uranium ont une énergie cinétique très élevée (environ 20 000 km/s), mais avec une telle vitesse, il est plus rare qu'ils entrent en collision avec les noyaux d'uranium dans le générateur. En fait, pour optimiser la quantité de collisions, il faut ralentir les neutrons à une vitesse d'environ 2 km/s. Pour ce faire, le générateur est plongé dans de l'eau lourde, ou deutérium, dont les atomes ont la propriété de ralentir les neutrons sans pour autant les absorber.
Sources :
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9acteur_nucl%C3%A9aire
http://fr.wikipedia.org/wiki/Californium
http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_source
http://chemed.chem.wisc.edu/chempaths/GenChem-Textbook/Neutron-Bombardment-1011.html
Joli résumé. Très pédagogique.
RépondreSupprimer