M7 Transitoire au xénon (puits d'iode)

Topique

Parmi les produits de fission décrits par le premier modèle de ce catalogue figure l'iode-135, qui se désintègre en quelques heures pour se transformer en xénon-135. Ce noyau possède une capacité d'absorption neutronique exceptionnellement élevée et agit comme un poison neutronique particulièrement puissant, conformément au modèle de modération et d'absorption.

En fonctionnement à puissance constante, le xénon-135 est produit en continu – directement par fission et par la chaîne de désintégration de l'iode – mais il est également détruit en continu par absorption de neutrons, atteignant un équilibre où sa concentration reste approximativement constante. Lorsque la puissance est brutalement réduite ou arrêtée, cet équilibre est rompu de manière apparemment contradictoire : la production directe de xénon par fission chute immédiatement avec la réduction de puissance, mais l'iode-135 accumulé continue de se désintégrer et de générer du xénon supplémentaire pendant plusieurs heures. Parallèlement, la destruction du xénon par absorption neutronique diminue également, car le nombre de neutrons disponibles est plus faible à basse puissance. Le résultat net est que la concentration de ce poison neutronique continue d'augmenter pendant plusieurs heures après une réduction de puissance, atteint un pic, puis commence à diminuer à mesure que l'iode accumulé s'épuise.

Cette accumulation temporaire, le « cavité d'iode » déjà anticipée par la même contrainte mentionnée dans le modèle d'ajustement de puissance, peut devenir si importante que la marge de réactivité disponible via les barres de contrôle est insuffisante pour la compenser, empêchant temporairement une augmentation de puissance, voire un redémarrage du réacteur, jusqu'à ce que l'excès de xénon se dissipe spontanément – ​​une période qui s'étend généralement sur plusieurs heures.

Par conséquent, ce module, qui s'ouvre sur un poison qui continue de croître même après une réduction de puissance, conclut en confirmant pourquoi de nombreux réacteurs privilégient le régime de charge de base décrit par le modèle précédent : il ne s'agit pas simplement d'une préférence opérationnelle ; c'est une conséquence directe du fait que la réduction de la puissance d'un réacteur crée, avec un certain délai, une difficulté à l'augmenter à nouveau.

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