Découvrez les quatre types de systèmes de refroidissement essentiels dans les réacteurs nucléaires: eau légère, eau lourde, gaz et sodium liquide, ainsi que leurs applications spécifiques.
Les 4 Types de Systèmes de Refroidissement dans les Réacteurs Nucléaires
Le refroidissement est une partie cruciale du fonctionnement des réacteurs nucléaires. Sans un système de refroidissement efficace, la chaleur générée par les réactions nucléaires ne peut pas être contrôlée, ce qui pourrait mener à des situations dangereuses. Voici un aperçu des quatre principaux types de systèmes de refroidissement utilisés dans les réacteurs nucléaires.
- Eau Légère
- Eau Lourde
- Gaz
- Sodium Liquide
Eau Légère
L’eau légère est le type de fluide de refroidissement le plus couramment utilisé dans les réacteurs nucléaires, notamment dans les réacteurs à eau sous pression (PWR) et les réacteurs à eau bouillante (BWR).
- PWR (Pressurized Water Reactor) : Dans ce type de réacteur, l’eau est maintenue sous haute pression pour empêcher qu’elle ne bouille. L’eau traverse le cœur du réacteur pour absorber la chaleur des réactions de fission, puis est envoyée à un générateur de vapeur où elle transfère cette chaleur à une deuxième boucle d’eau qui se transforme en vapeur pour actionner les turbines génératrices d’électricité.
- BWR (Boiling Water Reactor) : Ici, l’eau circule directement à travers le cœur du réacteur et se transforme en vapeur à cause de la chaleur générée. Cette vapeur est ensuite utilisée directement pour faire tourner une turbine connectée à un générateur électrique.
Eau Lourde
L’eau lourde (D2O) est utilisée dans certains types de réacteurs comme le réacteur à eau lourde pressurisée (PHWR) et le réacteur CANDU.
- PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor) : Dans ce réacteur, l’eau lourde est sous haute pression et joue le rôle de modérateur et de caloporteur. Elle absorbe la chaleur du cœur et transfère cette énergie à un générateur de vapeur.
- CANDU (Canadian Deuterium Uranium Reactor) : similaire au PHWR, il utilise également l’eau lourde mais avec des caractéristiques de conception spécifiques développées au Canada. Cette eau lourde permet l’utilisation de l’uranium naturel comme combustible, contrairement aux réacteurs à eau légère qui nécessitent de l’uranium enrichi.
Gaz
Certains réacteurs utilisent des gaz comme le dioxyde de carbone (CO2) ou l’hélium comme fluide de refroidissement. Ces réacteurs sont appelés réacteurs refroidis au gaz (GCR) ou réacteurs à haute température au gaz (HTGR).
- GCR (Gas-Cooled Reactor) : Utilise du CO2 comme fluide de refroidissement. Le gaz est pompé à travers le cœur du réacteur pour absorber la chaleur de la fission nucléaire et la transférer à un générateur de vapeur.
- HTGR (High-Temperature Gas-Cooled Reactor) : Utilise de l’hélium, un gaz inerte, pour refroidir le réacteur. Ce type de réacteur fonctionne à des températures beaucoup plus élevées, ce qui permet une conversion plus efficace de la chaleur en électricité.
Sodium Liquide
Le sodium liquide est un autre fluide de refroidissement efficace utilisé dans certains réacteurs nucléaires, comme les réacteurs rapides refroidis au sodium (SFR).
- SFR (Sodium Fast Reactor) : Dans ce type de réacteur, le sodium liquide est utilisé pour transférer rapidement la chaleur du cœur du réacteur à un échangeur de chaleur où il la transmet à un fluide secondaire qui peut soit produire de la vapeur pour les turbines soit être utilisé dans d’autres processus industriels.
Chacun de ces systèmes de refroidissement présente ses propres avantages et inconvénients en termes de sécurité, d’efficacité et de coût. Cependant, ils sont tous fondamentaux pour garantir le fonctionnement sûr et efficace des réacteurs nucléaires.
