Les types de réacteurs nucléaires

Nous distinguons deux types de réacteurs nucléaires

  • Les réacteurs de recherche nucléaire. Ce type de réacteurs neutrons générés lors des réactions de fission nucléaire pour produire des radio-isotopes qui vont être utilisés dans d'autres applications de l'énergie ou des matériaux utilisés pour les études nucléaires.
  • Réacteurs nucléaires. Ces réacteurs sont basés sur l'utilisation de l'énergie thermique générée dans les réactions de fission. L'application principale et la plus connue de ce type de réacteur est de produire de l'électricité dans des centrales nucléaires. Toutefois, aussi ils sont utilisés pour le dessalement de l'eau de mer, de chauffage ou de systèmes de propulsion.

Il ya d'autres classifications des types de réacteur nucléaire selon les critères utilisés. Parmi les critères les plus courantes sont:

  • Selon le combustible nucléaire irradié, nous pouvons trouver les réacteurs nucléaires de l'uranium naturel et l'énergie nucléaire de l'uranium enrichi. Le combustible nucléaire de l'uranium naturel contient la même proportion de l'uranium que dans la nature, alors que dans le combustible d'uranium enrichi cette proportion est augmentée artificiellement. D'autres réacteurs utilisent des oxydes mixtes d'uranium et de plutonium.
  • Selon la vitesse des neutrons (énergie cinètique) produits dans les réactions de fission nucléaire:. Réacteurs rapides et des réacteurs thermiques sont distingués
  • Selon le modérateur utilisé peut être réacteurs nucléaires à eau lourde, ou des réacteurs à eau légère de graphite.
  • Selon le matériau utilisé comme réfrigérant: matériaux les plus communs sont un gaz (hélium ou le dioxyde de carbone) ou d'eau (légère ou lourde). Parfois, ces matériaux agissent également en tant que modérateur. On peut aussi utiliser de la vapeur, sel fondu, de l'air, ou de métal liquide comme fluide caloporteur.

Les différences entre les différents types de centrales nucléaires sont basés sur le type de réacteur nucléaire utilisé pour produire de l'électricité. La façon throug électricité est produite à partir de la vapeur générée est similaire dans toutes les centrales nucléaires.

Types de centrales nucléaires

Les deux principaux réacteurs nucléaires utilisés sont réacteur à eau pressurisée et réacteur à eau bouillante. Mais il ya d'autres types que nous allons également décrire.

Le réacteur à eau pressurisée (PWR)

Le réacteur nucléaire à réacteur à eau pressurisée est le plus utilisé dans le monde. Il a été principalement développé aux Etats-Unis, RF Allemagne, la France et le Japon.

Ce réacteur nucléaire utilise l'uranium enrichi en tant que forme d'oxyde comme combustible nucléaire.

Le modérateur et le réfrigérant utilisé peut être de l'eau ou de graphite.

L'énergie produite par le coeur du réacteur est transportée à travers l'eau de refroidissement qui circule à haute pression à un échangeur de chaleur. Le réacteur est basé sur le principe que l'eau sous haute pression peut s'évaporer sans atteindre le point d'ébullition, à savoir, à des températures supérieures à 100 ° C dans l'échangeur la vapeur refroidit et se condense et retourne dans le réacteur statge liquide. Dans l'échangeur il y a transfert de chaleur à un circuit d'eau secondaire. L'eau du circuit secondaire qui provient de la chaleur, produit de la vapeur, qui est introduit dans une turbine qui entraîne un générateur électrique.

Le réacteur à eau bouillante (BWR)

Le réacteur à eau bouillante est également utilisée fréquemment. Technologiquement, il a été développé principalement dans les États-Unis, la Suède et RF allemand.

Dans ce réacteur, l'eau est utilisée comme liquide de refroidissement et de modérateur.

Le combustible nucléaire est de l'uranium enrichi sous forme d'oxyde et qui facilite la génération de fission nucléaire.

L'énergie thermique générée par la réaction en chaîne est utilisée pour faire bouillir l'eau. La vapeur produite est introduite dans une turbine qui entraîne un générateur électrique. La vapeur provenant de la turbine passe à travers un condenseur où il est transformé de nouveau dans l'eau liquide. Par la suite l'eau retourne dans le réacteur entraîné par une pompe appropriée.

Le réacteur à uranium naturel, graphite-gaz (UNGG)

Ce type de réacteur nucléaire utilise l'uranium naturel sous forme de combustible métallique. Le combustible est introduit dans le tube d'un alliage de magnésium appelée Magnox.

Le modérateur est du graphite utilisé et le réfrigérateur est du gaz, le dioxyde de carbone.

La technologie de ce type de réacteur nucléaire a été développé principalement en France et au Royaume-Uni.

Le réactor à Advanced Gas (AGR)

Il a développé au Royaume-Uni à partir du réacteur nucléaire de l'uranium-graphite-gaz naturel.

Les modifications principales sont que le combustible nucléaire, sous la forme d'oxyde d'uranium enrichi, est introduit dans des tubes en acier inoxydable et que le récipient, réalisé en béton précontraint, contient des échangeurs de chaleur à l'intérieur.

Le réacteur refroidi à gaz à température élevée (de HTGCR)

Ce réacteur nucléaire est une nouvelle évolution de réacteurs nucléaires refroidis au gaz. Développé en R.F. Allemande, Royaume-Uni et des États-Unis.

Les différences de la précédente sont principalement trois:

  • Hélium est remplacé par du dioxyde de carbone comme réfrigérant.
  • Le combustible céramique est utilisé à la place du carburant de métal.
  • Les températures de gaz lesquels il travaille sont beaucoup plus élevés.

Le réacteur à eau lourde (HWR)

Ce type de réacteur nucléaire a été développé principalement au Canada.

Le carburant utilisé est de l'uranium naturel sous forme d'oxyde, qui est introduit dans des tubes en alliage de zirconium.

Sa principale caractéristique est l'utilisation de l'eau lourde comme modérateur et caloporteur.

Dans sa conception la plus courante, les tubes de combustible nucléaire sont introduits dans un récipient contenant le modérateur. Le liquide de refroidissement est maintenue à la pression pour maintenir l'état liquide. La vapeur est produite dans un échangeur de chaleur en faisant circuler de l'eau légère.

Le surgénérateur rapide (FBR)

Il ya différents modèles, avec le russe et le français qui sont plus avancés.

La principale caractéristique de réacteur à neutrons rapides est qu'ils ne utilisent pas modérateur et, par conséquent, la plupart des fissions produites sont produites par des neutrons rapides.

Le coeur du réacteur est constitué d'une zone fissile, entouré d'une zone fertile où l'uranium naturel est transformé en plutonium. De plus, le cycle de l'uranium 233, de thorium peut être utilisée.

Le liquide de refroidissement est du sodium liquide, la vapeur est produite dans les échangeurs de chaleur. Son nom "éleveur" est due dans la région fertile du réacteur produit plus de quantité de matière fissile qu'il consomme en fonctionnement, cela signifie que ce nouveau carburant génère plus de carburant qu'il dépense.

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Références

CCHEN - Tipos de Reactores Nucleares

Dernier examen: 18 septembre 2015