Réacteur à neutrons thermiques

Un réacteur à neutrons thermiques (ou réacteur à neutrons lents) est un type de réacteur nucléaire qui utilise des neutrons ralentis, dits aussi thermiques. Les neutrons ralentis (thermalisés) ont alors une probabilité plus grande d'interagir de manière efficace avec les atomes d'uranium, ou tout autre atome fissile. La majorité des centrales sont de ce type. La fission nucléaire se produit préférentiellement avec des neutrons d'énergie modérée (de vitesse ralentie), ce qui est obtenu en plaçant dans le cœur un matériau ralentisseur des neutrons (on dit aussi modérateur) jusqu'à l'état "thermique" ou les neutrons ont l'énergie (la vitesse) correspondant à l'agitation thermique des atomes du milieu diffusant (mouvement brownien). On parle alors de réacteur à neutrons thermiques. Comme dans toute centrale nucléaire, la chaleur produite au sein du cœur est transférée à un fluide (gaz ou liquide) qui actionne les turbines d’un alternateur et produit ainsi de l’électricité Fission nucléaire Sous l’effet d’une collision avec un neutron, le noyau de certains gros atomes, dits fissiles, a la propriété de se casser en deux. La matière fissile qui constitue le cœur des réacteurs est en général de l’uranium ou du plutonium. En absorbant un neutron, un noyau d’atome U se transforme ainsi en U, un isotope de l’uranium, dans un état excité de ( = ). Cette énergie suffit pour que le noyau puisse franchir la barrière de fission, de et se fragmenter en deux autres noyaux comme le (Kr) et le (Ba) : ⟶ ⟶ + + 3 , ou bien le strontium et le xénon : ⟶ ⟶ + + 2 + γ. Une importante quantité d’énergie est libérée lors de cette fission, de l’ordre de pour un noyau d’Uranium 235. La part principale de cette énergie est constituée par l'énergie cinétique des deux atomes créés. Elle s'accompagne en général de l'émission d'un ou de plusieurs neutrons rapides (généralement 2 ou 3) qui ont une énergie cinétique moyenne de . Ceux-ci réagissent avec les noyaux qu'ils rencontrent et sont soit diffusés, c'est-à-dire renvoyés dans une direction différente, soit absorbés.