Que sont les barres de commande?
Les barres de commande sont des outils utilisés pour contrôler la réaction en chaîne qui se produit à l'intérieur d'un réacteur nucléaire. Si rien n’est fait, la réaction en chaîne risque de dégénérer rapidement, entraînant l’explosion du réacteur. Les barres de contrôle modèrent la vitesse de la réaction, assurant que celle-ci se déroule de manière sûre et durable. Par la suite, ces barres font également partie des systèmes de sécurité utilisés pour prévenir les catastrophes dans les réacteurs.
Comme son nom l'indique, une tige de commande est une tige en métal ou en alliage métallique. Il est généralement construit dans un boîtier avec d’autres barres conçues pour être levées et abaissées ensemble hors du réacteur. La composition du métal ou des métaux dans une barre de contrôle varie en fonction du type de réacteur dans lequel il est utilisé. Dans tous les cas, les métaux partagent la propriété de pouvoir absorber les neutrons sans subir de fission.
La fission est bien sûr la réaction qui anime les réacteurs nucléaires. Dans la fission, un noyau absorbe un neutron puis se scinde en libérant de la chaleur, de l'énergie et d'autres neutrons. Dans une réaction nucléaire contrôlée, le personnel du réacteur souhaite maintenir la production de neutrons égale à la consommation de neutrons, chaque réaction de fission générant un seul neutron pour remplacer celui qui a été perdu. En réalité, les neutrons sont produits à un taux de consommation deux à trois fois supérieur, ce qui peut rapidement provoquer une réaction d'emballement.
C'est là que les barres de contrôle entrent en jeu. Les barres de contrôle sont abaissées dans le réacteur pour absorber une partie des neutrons produits lors des réactions de fission afin de maintenir le rapport sous contrôle. Lorsque la température augmente, les barreaux s'abaissent et, lorsque la température baisse, ils augmentent pour permettre davantage de réactions de fission. Dans une situation d'urgence où le réacteur semble devenir incontrôlable, les barres sont complètement abaissées dans le réacteur pour le fermer complètement.
Également appelées barres d'absorption, les barres de commande de réacteurs nucléaires sont conçues pour fonctionner même en situation de crise dans laquelle aucun être humain n'est disponible. Avec de nombreux réacteurs, les barres sont placées au-dessus du réacteur dans un système conçu pour les lâcher si la température du réacteur devient trop élevée. Dans d'autres cas, les systèmes à sécurité intégrée peuvent être activés à la fois dans la salle du réacteur et de manière externe via des systèmes distants. Le personnel surveille également en permanence ce qui se passe dans le réacteur, surveille le combustible et contrôle les barres de commande à remplacer au besoin.