Ce n'est pas aussi désastreux que ça en a l'air
L'utilisation du terme «criticité» peut sembler contre-intuitive pour décrire la normalité. Dans le langage courant, le mot décrit souvent des situations potentiellement désastreuses. Néanmoins, dans le contexte de l'énergie nucléaire, la «criticité» indique qu'un réacteur fonctionne en toute sécurité.
La criticité est un état équilibré
Les réacteurs nucléaires utilisent des barres de combustible d' uranium - longues, minces, tubes en métal de zirconium contenant des granules de matière fissible - pour créer l'énergie par la fission. La fission est le processus de division des noyaux d'atomes d'uranium pour libérer des neutrons qui à leur tour divisent plus d'atomes, libérant plus de neutrons. La criticité signifie qu'un réacteur contrôle une réaction de fission en chaîne soutenue, où chaque événement de fission libère un nombre suffisant de neutrons pour maintenir une série continue de réactions.
Dans l'état équilibré de criticité, les barres de combustible à l'intérieur d'un réacteur nucléaire produisent et perdent un nombre constant de neutrons, et le système d'énergie nucléaire est stable.
La fission produit beaucoup d'énergie sous la forme de chaleur et de rayonnement très élevés. C'est pourquoi les réacteurs sont logés dans des structures scellées sous des dômes épais en béton armé de métal. Les centrales électriques exploitent cette énergie et cette chaleur pour produire de la vapeur afin de faire fonctionner des générateurs produisant de l'électricité.
Contrôle de la criticité
Lorsqu'un réacteur démarre, le nombre de neutrons augmente lentement de manière contrôlée. Des barres de contrôle absorbant les neutrons dans le cœur du réacteur sont utilisées pour calibrer la production de neutrons. Les barres de contrôle sont fabriquées à partir d'éléments absorbant les neutrons tels que le cadmium, le bore ou l'hafnium.
Plus les tiges sont descendues dans le cœur du réacteur, plus les tiges absorbent les neutrons et moins la fission se produit. Les techniciens montent ou descendent les barres de contrôle dans le cœur du réacteur selon que l'on souhaite plus ou moins de fission, de production de neutrons et de puissance.
En cas de dysfonctionnement, les techniciens peuvent plonger à distance les barres de contrôle dans le cœur du réacteur pour absorber rapidement les neutrons et arrêter la réaction nucléaire .
Qu'est-ce que la supercriticalité?
Au démarrage, le réacteur nucléaire est brièvement mis dans un état qui produit plus de neutrons que ce qui est perdu. Cette condition est appelée état «supercritique», ce qui permet à la population de neutrons d'augmenter et de produire plus de puissance. Lorsque la production d'énergie souhaitée est atteinte, des ajustements sont effectués pour placer le réacteur dans un état critique qui maintient l'équilibre des neutrons et la production d'énergie. Parfois, comme pour l'arrêt de maintenance ou le ravitaillement en carburant, les réacteurs sont placés dans un état "sous-critique" de sorte que la production de neutrons et d'énergie diminue.
Loin de l'état inquiétant suggéré par son nom, la criticité est un état souhaitable et nécessaire pour une centrale nucléaire produisant un flux constant et régulier d'énergie.