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Concept
Poison à neutrons
Résumé
Un poison neutronique (également appelé « absorbeur de neutrons » ou « poison nucléaire ») est une substance ayant une grande section d'absorption de neutrons, et qui a de ce fait un impact significatif dans le bilan neutronique d'un réacteur nucléaire.
Dans les réacteurs nucléaires, l'absorption des neutrons a notamment un effet d'empoisonnement du réacteur. Cet empoisonnement est principalement dû à la capture de neutrons par des produits de fission de demi-vie courte dont le principal est le xénon 135 ou par des produits de fission de demi-vie plus longue ou stable comme le samarium 149 et le gadolinium 157.
Plus spécifiquement, on désigne également par absorbant neutronique des éléments qui ne font qu'absorber des neutrons, sans autre transmutation ni radioactivité induite. Ceci exclut les isotopes fissiles et fertiles, ainsi que ceux qui se transmutent en isotopes radioactifs.
Ces matériaux absorbant les neutrons, également appelés poisons, sont intentionnellement introduits dans certains types de réacteurs afin de réduire la forte réactivité du combustible frais. De tels éléments peuvent typiquement être employés comme constituants dans les barres de contrôle des réacteurs, ou comme poison consommable, pour en contrôler la réactivité. Ils peuvent également être employés comme barrière de radioprotection.
Certains de ces poisons, dits « poisons consommables », s'épuisent lorsqu'ils absorbent les neutrons pendant le fonctionnement du réacteur, ce qui permet de compenser la variation de réactivité du réacteur avec son taux de combustion. D'autres restent relativement constants, et servent à uniformiser le flux neutronique du réacteur.
thumb|Perte de réactivité due à l'augmentation transitoire de la concentration en xénon à l'arrêt d'un réacteur.
Les atomes formés lors de la fission sont tous en excès de neutrons par rapport à la vallée de la stabilité, ils capturent donc peu de neutrons. Toutefois certains des produits de fission générés au cours des réactions nucléaires ont une forte capacité d'absorption de neutrons, comme le xénon 135 (section efficace σ = b (barns) et le samarium-149 (σ = b).
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