De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

5.2
Effet réactif de température
Différents phénomènes physiques seront responsables pour que la réactivité varie, lors d'un
changement de température. Ces coefficients de réactivité seront aussi différents selon que cela
concerne un réacteur thermique ou rapide. Nous allons ici dans le cadre de ce cours nous limiter à la
description des coefficients de température de réacteurs thermiques étant donné que les réacteurs
thermiques constituent la plus grande partie du parc des réacteurs nucléaires.
Pour avoir une meilleure idée sur les facteurs physiques qui déterminent les coefficients de réactivité,
nous allons déterminer le coefficient de température isothermique. Le coefficient de température
isothermique détermine la variation de réactivité totale pour un changement spécifique de température
dans le cas où la température est uniforme dans tout le réacteur. Le coefficient de température
isothermique est donné par:
dρ
1 dkeff
1 dkeff
= ≈
(96)
2
dT k dT k dT
Avec T : la température du réacteur.
eff
En utilisant la définition du facteur de multiplication effectif, le coefficient de température
isothermique peut être écrit comme :
dρ 1 dPf
1 dP th 1 dε 1 dp 1 df 1 dη
≈ + + + + + (97)
dT P dT P dT ε dT p dT f dT η dT
f
th
En général, on peut admettre que les fuites de neutrons augmentent avec l'augmentation de
température et donc donne une contribution négative au coefficient de température isothermique. Vu
que la valeur de cette contribution est négligeable en comparaison aux autres termes, on admet que:
dPf
≈ 0
dT
(98)
dP th
≈ 0
dT
Vu que l'influence de la température sur le facteur de fission rapide ε est négligeable on peut sans
problème admettre que:
dε
≈ 0 (99)
dT
Le terme attribuable à la variation du facteur de rendement neutronique en fonction de la température
donne généralement une contribution négative au coefficient de température, ce qui est certainement le
cas pour le plutonium 239. Etant donné que la valeur de ce terme est petite par rapport aux autres
termes nous pouvons adopter:
dη
≈ 0 (100)
dT
Tenant compte d'évaluations précédentes, nous arrivons pour l'expression du coefficient de
température isothermique à :
d ρ 1 dp df
≈ +
1 (101)
dT p dT f dT
Etant donné que dans la plupart des réacteurs thermiques, le combustible et le modérateur sont
séparés, une distinction peut être faite entre un coefficient de réactivité de température pour le
eff
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