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Réacteur nucléaire à eau bouillante (BWR)

Réacteur nucléaire à eau bouillante (BWR)

Un réacteur à eau bouillante ou REB est un type de réacteur nucléaire. C'est le deuxième type de réacteur en exploitation le plus utilisé dans les centrales nucléaires au monde.

Environ 22% des réacteurs nucléaires installés dans les différentes centrales nucléaires utilisent le réacteur REB.

Le REB est un réacteur de puissance, c'est-à-dire qu'il est conçu pour la production d'électricité.

La caractéristique la plus importante du réacteur à eau bouillante (REB) est qu'il utilise de l'eau légère comme modérateur de neutrons et comme liquide de refroidissement du cœur. Contrairement au réacteur à eau pressurisée (REP), il ne possède pas de générateur de vapeur.

Le réacteur REP a un circuit primaire et un circuit secondaire. Dans ce cas, le réacteur REB fonctionne avec un seul circuit d'eau dans le cœur.

N'ayant pas à supporter de telles pressions élevées, ce type de réacteur n'a pas besoin d'une telle enveloppe robuste.

En 1988 et plusieurs années plus tard, plusieurs REB connurent des incidents de rupture des gaines de zirconium qui se dégradent occasionnant d'importants rejets de produits de fission et le lessivage du combustible. 

Schéma de fonctionnement d'un réacteur à eau bouillante

La puissance du réacteur à eau bouillante est générée dans le cœur du réacteur. Dans le cœur du réacteur, il génère des réactions de fission nucléaire de l'élément combustible pour obtenir de l'énergie thermique.

Réacteur nucléaire à eau bouillante (BWR)

La puissance du réacteur est régulée en insérant ou en retirant les barres de commande du cœur, où se déroulent les réactions nucléaires en chaîne.

Dans le réacteur REB, l'eau utilisée est de l'eau légère (eau dans la cuve). Ce type de réacteur nucléaire utilise un seul circuit de refroidissement. L'eau légère circule à travers le noyau où elle capte la chaleur des réactions nucléaires, bout, produisant de la vapeur.

La vapeur générée dans le cœur du réacteur sort par le haut. À ce stade, les sécheurs à vapeur et les séparateurs d'eau traitent la vapeur sortant du réacteur. Ensuite, il va directement aux turbines chargées de faire fonctionner le générateur électrique.

Enfin, la vapeur passe à travers un condenseur (tour aéroréfrigérante ou eau de rivière) pour la transformer à nouveau en eau liquide et recommencer le cycle.

Avantages et inconvénients du réacteur à eau bouillante

Avantages de ce type de réacteur

  1. Les combustibles nucléaires utilisés par le réacteur nucléaire sont des oxydes d'uranium enrichis entre 2% et 4%.

  2. Le réacteur à eau bouillante n'utilise pas de générateurs de vapeur ni de compensateurs de pression.

  3. Le premier circuit du réacteur fonctionne à une pression de 70 atmosphères contre 160 atmosphères utilisées par les réacteurs PWR (réacteur à eau sous pression).

  4. Nécessite des températures de fonctionnement plus basses, même au niveau des barres de combustible.

  5. En raison du rejet de l'absorption des neutrons dans le bore et d'une modération légèrement plus faible des neutrons (due à la vapeur), la durée de fonctionnement du plutonium dans un tel réacteur sera plus longue que dans les réacteurs à eau sous pression (REP).

  6. La cuve sous pression est soumise à moins d'irradiation que dans un réacteur à eau sous pression. Pour cette raison, il ne devient pas si fragile avec l'âge.

  7. L'enceinte de confinement du REB est généralement sous atmosphère inerte. Ce permet d'éliminer le risque d'incendie et toute réaction chimique avec l'hydrogène émis par réaction zirconium eau en cas d'accident grave.

Inconvénients de ce type de réacteur

  1. Impossibilité de recharger le combustible nucléaire sans arrêter le réacteur nucléaire.

  2. Gestion plus compliquée.

  3. Les barres de commande doivent être insérées par le bas. En cas de perte de puissance, ils ne pourraient pas tomber dans le réacteur par gravité et le réacteur ne s'arrêterait pas en compromettant la sûreté nucléaire.

  4. Besoin d'un plus grand nombre de capteurs de rétroaction.

  5. Vous avez besoin d'une cuve de réacteur d'environ 2 fois plus volumineuse qu'un REP de puissance comparable.

  6. Bien que conçu pour une pression plus faible, il est plus difficile à fabriquer et à transporter.

  7. Contamination des turbines par des produits d'activation de l'eau: N-17 à vie courte et traces de tritium. Cela complique un peu les travaux de maintenance.

  8. Une fois que les barres de contrôle sont complètement entrées, la réaction est arrêtée. Cependant, le combustible nucléaire continue d'émettre de la chaleur pendant d'un à trois ans.

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Date de publication : 20 juin 2017
Dernier examen : 26 novembre 2020