De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

du combustible il y aura relativement parlant moins d'atomes de modérateur présents. Principalement
deux effets différents entreront en compétition.
Le faite d'avoir moins d'atomes de modérateur a pour conséquence que moins de neutrons seront
absorbés dans le modérateur et plus dans le combustible, ce qui mène à une augmentation de facteur
d'utilisation thermique et une contribution positive au coefficient de température du modérateur.
Moins d'atomes de modérateur veut aussi dire qu'il y aura moins de modération, ce qui se traduit en
une population neutronique ayant une énergie moyenne supérieure. Cette puissance de modération
diminuée fait en sorte que qu'il y a moins de neutrons thermiques, ainsi la probabilité d'échappement
aux résonnances va diminuer. Ce spectre durci vaut pour une contribution négative au coefficient de
température du modérateur.
Les deux aspects compétitifs mènent pour la plupart des réacteurs thermiques à un certain rapport
optimal du rapport modérateur-combustible. Quand le réacteur a un rapport modérateur –combustible
plus petit que l'optimal, on appelle le réacteur sous-modéré (voir Figure 24). Quand le rapport est
supérieur à l'optimal on parle d'un réacteur sur-modéré.
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
Afhankelijkheid k ∞ van moderator splijtsof verhouding
10 100 1000 10000
N Mod /N U
Figure 24: k en fonction du rapport modérateur-combustible
∞
p
Sous-modéré
ε=1.00
Optimal
Sur-modéré
η=1.33
Lorsque pour un réacteur sous-modéré (la plupart du temps) la température augmente et donc le
rapport diminue par l'expansion de l'eau, le produit diminue, ce qui donne un coefficient de
température de modérateur négatif. Pour un réacteur sur-modéré on aura un coefficient de température
de modérateur positif.
Dans un PWR commercial une concentration déterminée d'acide borique est ajoutée pour compenser
l'excès de réactivité au début du cycle du combustible. Lorsque cette concentration en acide borique
devient trop élevée, le réacteur peut se trouver dans un état sur-modé ré, de telle sorte qu'un coefficient
de température de modérateur positif existe. Pour éviter une telle situation la concentration maximale
d'acide borique est limitée.
En dehors de ces deux effets majeurs, il existe encore un certain nombre de modifications qui ont pour
la plupart une influence plus petite sur les variations du coefficient de température. De ces différents
effets, l'effet du déplacement spectral dans le domaine d'énergie thermique (envers l'augmentation de
température) sur la section efficace est le plus important. Nous savons du moins que pour des
nucléides qui ne montrent pas un comportement en 1/v parfait pour les sections efficaces thermiques,
il se produit des variations du paramètre R σ. Pour la plupart des nucléides de combustible (U-238, U-
f
k ∞
106