Réacteur à eau lourde

Le réacteur à eau lourde (Heavy Water Reactor, HWR) est un type de réacteur nucléaire , dans lequel de l'eau lourde (D ₂ O) en tant que modérateur - et généralement aussi en tant que réfrigérant est utilisée -. L'eau lourde est de l'eau qui contient le deutérium isotopique d' hydrogène le plus lourd (D ou ² H) avec le numéro de masse 2 au lieu de l' hydrogène ordinaire ( ¹ H) avec le numéro de masse 1 .

L'eau lourde absorbe les neutrons moins fortement que l'eau ordinaire. Par conséquent, contrairement aux réacteurs à eau légère , ce type de réacteur peut fonctionner comme un réacteur à uranium naturel , de sorte qu'aucun enrichissement en uranium n'est nécessaire. Un inconvénient est que l'extraction de l'eau lourde est associée à des coûts. De plus, les coûts sont plus élevés en raison des dimensions plus grandes et des exigences en matériaux plus élevées associées de ces réacteurs.

La différence d'absorption neutronique est exploitée en cas de danger (par exemple une fuite de refroidissement ou une panne du système de barres de contrôle ): La cuve du réacteur est inondée d'eau ordinaire H ₂ O ( eau légère ) du bassin d' eau de refroidissement de la réserve. La plus forte absorption neutronique de l'eau légère réduit la réactivité , le réacteur auparavant critique devient sous-critique et la réaction en chaîne s'arrête. Le réacteur ne peut pas être redémarré sans eau lourde.

Dans les réacteurs à eau lourde, le deutérium contenu dans l'eau lourde est converti en isotope d' hydrogène tritium par capture de neutrons , qui à son tour peut être utilisé pour fabriquer certaines armes nucléaires .

Développement technique

Chicago Pile 3

Le 15 mai 1944, Chicago Pile 3 est devenu critique dans le cadre du projet Manhattan , ce qui en fait le premier réacteur à eau lourde opérationnel au monde. Le réacteur de recherche allemand Haigerloch - qui n'a jamais atteint la criticité - a également utilisé de l'eau lourde comme modérateur.

Les réacteurs à eau lourde sont principalement exploités par des pays possédant leurs propres gisements d'uranium qui ne disposent pas (encore) d'installations d'enrichissement d'uranium. Parmi les différents types de réacteurs, le réacteur CANDU ( réacteur à tube de pression ) développé au Canada a prévalu. Le réacteur à eau bouillante lourde s'est avéré être économiquement désavantageux ; cette ligne de développement n'a pas prévalu.

Sur plus de 400 réacteurs nucléaires dans le monde, seuls 49 sont modérés avec de l'eau lourde. Il existe de nombreux réacteurs à eau lourde sous pression en Inde . Dans les projets de développement de réacteurs dits de quatrième génération , l'eau lourde n'est plus fournie en tant que modérateur.

Réacteurs à eau lourde en Allemagne

Les deux seuls réacteurs à eau lourde utilisés en Allemagne pour produire de l'électricité étaient

• le réacteur de recherche polyvalent Karlsruhe (52 MW nets, 57 MW bruts), qui a fonctionné de 1966 à 1984 et
• la centrale nucléaire de Niederaichbach (100 MW nets, 106 MW bruts), qui a fonctionné de 1973 à 1974.

documents justificatifs

1. ↑ Agence internationale de l'énergie atomique: réacteurs d'arrêt opérationnel et à long terme. 3 août 2014, consulté le 4 août 2014 . 
2. ↑ Statistiques de l'AIEA , consulté le 22 décembre 2013 (anglais).

Littérature

• Hans Michaelis: Manuel de l'énergie nucléaire. Edition originale mars 1982, Deutscher Taschenbuchverlag, Munich.