Eau
Lâeau est une substance transparente et presque incolore composĂ©e des Ă©lĂ©ments chimiques hydrogĂšne et oxygĂšne , liĂ©s par des liaisons covalentes . Sur Terre, lâeau existe Ă lâĂ©tat gazeux ( vapeur ou vapeur dâeau ), liquide et solide (glace). Câest lâun des composĂ©s les plus abondants et les plus essentiels et câest le principal constituant des cours dâeau, des lacs et des ocĂ©ans de la Terre, ainsi que des fluides de la plupart des organismes vivants. Câest vital pour toutes les formes de vie connues.
En plus dâĂȘtre essentielle Ă la vie, lâeau est une substance remarquable avec de nombreuses propriĂ©tĂ©s surprenantes.
- Câest le seul composĂ© chimique prĂ©sent naturellement dans les trois Ă©tats physiques : gazeux (vapeur dâeau ou vapeur dâeau), liquide et solide (glace).
- Câest le seul liquide inorganique prĂ©sent naturellement sur la Terre.
- Lâeau diffĂšre Ă©galement de la plupart des liquides en ce sens quâelle devient moins dense Ă mesure quâelle gĂšle . Sa densitĂ© maximale est de 3,98 ° C (1 000 kg / m 3 ), alors que celle de la glace est de 917 kg / m 3 . Il diffĂšre dâenviron 9% et la glace flotte donc sur lâ eau liquide
- Lâeau a la chaleur spĂ©cifique la plus Ă©levĂ©e de toutes les substances courantes â 4,19 kJ / kg K.
- Il a de trĂšs haute chaleur de vaporisation, ce qui en fait un refroidissement efficace et moyenne dans les centrales thermiques et autres industrie de lâ énergie.
Utilisations de lâeau en gĂ©nie nuclĂ©aire
Lâeau comme fluide de refroidissement du rĂ©acteur
Lâeau et la vapeur sont un fluide commun utilisĂ© pour lâĂ©change de chaleur dans le circuit primaire (de la surface des crayons combustibles au flux de liquide de refroidissement) et dans le circuit secondaire. Il est utilisĂ© en raison de sa disponibilitĂ©Â et de sa capacitĂ© thermique Ă©levĂ©e, tant pour le refroidissement que pour le chauffage. Il est particuliĂšrement efficace pour transporter la chaleur par vaporisation et condensation de lâeau en raison de sa trĂšs grande chaleur latente de vaporisation .
Un inconvĂ©nient est que les rĂ©acteurs Ă eau modĂ©rĂ©e doivent utiliser un circuit primaire à  haute pression pour maintenir lâeau Ă lâ état liquide et pour atteindre une efficacitĂ© thermodynamique suffisante. Lâeau et la vapeur rĂ©agissent Ă©galement avec les mĂ©taux que lâon trouve couramment dans les industries comme lâacier et le cuivre, qui sont oxydĂ©s plus rapidement par lâeau et la vapeur non traitĂ©es. Dans presque toutes les centrales thermiques (charbon, gaz, nuclĂ©aire), lâeau est utilisĂ©e comme fluide de travail (utilisĂ© en boucle fermĂ©e entre la chaudiĂšre, la turbine Ă vapeur et le condenseur) et le liquide de refroidissement (utilisĂ© pour Ă©changer la chaleur perdue vers un plan dâeau). ou lâemporter par Ă©vaporation dans une tour de refroidissement).
Lâeau et la vapeur sont un milieu commun car leurs propriĂ©tĂ©s sont trĂšs connues . Leurs propriĂ©tĂ©s sont tabulĂ©es dans ce quâon appelle des « tables de vapeur ». Dans ces tableaux, les propriĂ©tĂ©s de base et clĂ©s, telles que la pression, la tempĂ©rature, lâenthalpie, la densitĂ© et la chaleur spĂ©cifique, sont prĂ©sentĂ©es sous forme de tableau de la courbe de saturation vapeur-liquide en fonction de la tempĂ©rature et de la pression. Les propriĂ©tĂ©s sont Ă©galement prĂ©sentĂ©es sous forme de tableau pour les Ă©tats monophasĂ©s ( eau comprimĂ©e ou vapeur surchauffĂ©e) sur une grille de tempĂ©ratures et de pressions allant jusquâĂ 2000 ÂșC et 1000 MPa.
Dâautres donnĂ©es complĂštes et faisant autoritĂ© peuvent ĂȘtre trouvĂ©es sur la page du NIST Webbook sur les propriĂ©tĂ©s thermophysiques des fluides.
Voir aussi: Tables Steam
Lâeau comme modĂ©rateur
Le modĂ©rateur de neutrons , important dans les rĂ©acteurs thermiques , est utilisĂ© pour modĂ©rer, câest-Ă -dire pour ralentir les neutrons de la fission aux énergies thermiques . Les noyaux avec de faibles nombres de masse sont les plus efficaces Ă cet effet, donc le modĂ©rateur est toujours un matĂ©riau Ă faible masse. Les modĂ©rateurs couramment utilisĂ©s comprennent lâ eau ordinaire (lĂ©gĂšre) (environ 75% des rĂ©acteurs mondiaux), le graphite solide (20% des rĂ©acteurs) et lâeau lourde (5% des rĂ©acteurs).
Dans la plupart des rĂ©acteurs nuclĂ©aires , lâeau est Ă la fois un rĂ©frigĂ©rant et un modĂ©rateur . La modĂ©ration se produit surtout sur les noyaux dâhydrogĂšne. Dans le cas de lâ hydrogĂšne (A = 1) comme noyau cible, le neutron incident peut ĂȘtre complĂštement arrĂȘtĂ© â il a le dĂ©crĂ©ment dâĂ©nergie logarithmique moyen le plus Ă©levĂ©Â de tous les noyaux. Dâun autre cĂŽtĂ©, les noyaux dâhydrogĂšne ont une section efficace dâabsorption relativement plus Ă©levĂ©e , donc lâeau nâest pas le meilleur modĂ©rateur selon le rapport de modĂ©ration .
Lâeau comme bouclier neutronique
Lâeau en raison de la teneur Ă©levĂ©e en hydrogĂšne et de la disponibilitĂ©Â est un blindage neutronique efficace et commun . Cependant, en raison du faible nombre atomique dâhydrogĂšne et dâoxygĂšne, lâeau nâest pas un bouclier acceptable contre les rayons gamma. Dâautre part, dans certains cas, cet inconvĂ©nient (faible densitĂ©) peut ĂȘtre compensĂ© par une Ă©paisseur Ă©levĂ©e du bouclier Ă©tanche Ă lâeau. Dans le cas des neutrons, lâeau modĂšre parfaitement les neutrons, mais avec lâabsorption des neutrons par le noyau dâhydrogĂšne, des rayons gamma secondaires Ă haute Ă©nergie sont produits. Ces rayons gamma pĂ©nĂštrent fortement dans la matiĂšre et peuvent donc augmenter les exigences sur lâĂ©paisseur du bouclier dâeau. Ajout dâun  acide borique peut aider Ă rĂ©soudre ce problĂšme (absorption de neutrons sur les noyaux de bore sans Ă©mission gamma forte), mais entraĂźne un autre problĂšme de corrosion des matĂ©riaux de construction.
Voir aussi:Â Blindage des neutrons
Lâeau comme protection contre les radiations gamma
En bref, un blindage efficace du rayonnement gamma est dans la plupart des cas basĂ© sur lâutilisation de matĂ©riaux ayant les deux propriĂ©tĂ©s suivantes:
- haute densité de matériau.
- nombre atomique élevé de matériaux (matériaux Z élevés)
Bien que lâeau ne soit ni Ă Â haute densitĂ©Â ni Ă Â forte teneur en Z , elle est couramment utilisĂ©e comme Ă©cran gamma. Lâeau assure la protection contre les radiations des assemblages combustibles dans une piscine de combustible usĂ© pendant le stockage ou pendant les transports depuis et vers le cĆur du rĂ©acteur . Bien que lâeau soit un matĂ©riau Ă faible densitĂ© et Ă faible teneur en Z, elle est couramment utilisĂ©e dans les centrales nuclĂ©aires, car ces inconvĂ©nients peuvent ĂȘtre compensĂ©s par une Ă©paisseur accrue.
Demi couche de valeur dâeau
La couche Ă demi-valeur exprime lâĂ©paisseur du matĂ©riau absorbant nĂ©cessaire pour rĂ©duire lâintensitĂ© du rayonnement incident dâun facteur deux .
Tableau des demi-couches de valeur (en cm) pour différents matériaux à des énergies de rayons gamma de 100, 200 et 500 keV.
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Cet article est basĂ© sur la traduction automatique de lâarticle original en anglais. Pour plus dâinformations, voir lâarticle en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la Ă lâadresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprĂ©cions votre aide, nous mettrons Ă jour la traduction le plus rapidement possible. Merci