Arrêt du réacteur

Les braises de la fission

Quand on arrête le réacteur, qu’il s’agisse de procéder au rechargement du combustible ou d’un arrêt accidentel, il est impératif pendant une durée assez longue de continuer à refroidir le cœur du réacteur en raison de la chaleur que le combustible irradié continue de dégager.

La réaction en chaîne est bien interrompue, mais les produits de fission présents dans le combustible continuent de dégager de la chaleur par leurs désintégrations : c’est la puissance résiduelle.

Cette puissance résiduelle représente encore 7 % de la puissance du réacteur en fonctionnement une seconde après l’arrêt. Elle demeure de l’ordre de 1,5 % après une heure, puis elle décroît de moins en moins vite. Il s’agit de chaleurs considérables. Dans le cas d’une tranche de 0,9 GWe (gigawatt) qui alimente en électricité environ un million de personnes, le dégagement de chaleur est de 190 MW thermiques après une seconde, de quoi porter une demi tonne d’eau à ébullition durant cette seconde.

L’évolution du dégagement de chaleur durant les premiers instants montre montre que ce sont les désintégrations des produits de fission à très courte durée de vie qui sont principalement responsables l’intense chaleur dégagée. S’y ajoute durant les cent premières secondes, la chaleur dégagée par des fissions dues à des neutrons retardés.

Il faut donc refroidir à fond dans les premiers instants et c’est la raison pour laquelle la chaleur résiduelle est d’abord évacuée par les générateurs de vapeur, comme en fonctionnement normal. Ce n’est qu’après une baisse suffisante de la température et de la pression du circuit primaire (aux environs d’une trentaine de bars) qu’il est possible d’utiliser une autre voie : le circuit de « refroidissement du réacteur à l’arrêt ». Ce circuit continue à fonctionner efficacement une fois le couvercle de la cuve enlevé. C’est lui qui évacue la puissance résiduelle des assemblages présents dans le cœur tandis qu’on procède aux opérations de déchargement et de rechargement du combustible.

Arrêts normaux et déchargements du combustible usé

En temps normal, un arrêt du réacteur est prévu pour décharger une partie du combustible usé, à raison généralement d’un tiers tous les ans. Les assemblages déchargés sont refroidis par l’eau de la piscine réacteur pendant leur transfert vers le bâtiment combustible : là, c’est l’eau de la piscine combustible qui continuera de les refroidir jusqu’à leur évacuation vers l’usine de retraitement. Ce déchargement est suivi par un chargement de combustible neuf. Cet arrêt du réacteur est souvent mis à profit pour des opérations de maintenance.