Eléments secondaires ... et effets secondaires

Certains des éléments issus de la fission sont gazeux et il faut prendre des précautions spécifiques. Le krypton est radioactif, le xénon également, et ce dernier élément absorbe en plus les neutrons, ce qui peut rendre le fonctionnement du réacteur instable par accumulation de xénon à certains endroits. Dans les nouveaux réacteurs à sels fondus, les gaz sont automatiquement extraits du réacteur lors de la circulation du sel.

Le xénon produit par la fission de l'uranium absorbe énormément les neutrons. C'est même l'élément qui absorbe le plus les neutrons. Le xénon radioactif n'est pas produit directement par la fission pricipale, mais par les produits de la fission. Il n'apparait donc qu'au bout de plusieurs heures (le xénon radioactif est produit par la fission spontanée de l'iode radioactive, qui a une période de 6.7h).

Dans un réacteur en fonctionnement normal, ce xénon est "brulé" par le bombardement neutronique. Il absorbe un neutron et se transforme alors en xénon stable. Un réacteur en fonctionnement normal n'est donc pratiquement pas influencé par le xénon radioactif.

Mais une fois que le réacteur est mis à l'arrêt ou que sa puissance est réduite, le taux de xénon radioactif commence à augmenter (il n'est plus détruit au fur et à mesure puisque le bombardement neutronique est plus faible).

Au bout de 10h environ, le taux de xénon radioactif est maximal. La réactivité du réacteur est minimale et il faut extraire totalement les barres de controle pour réactiver le réacteur. Mais une fois que le réacteur se remet en route dans de telles circonstances, la production de neutrons détruit tout le xénon radioactif et le réacteur peut s'emballer.

On utilise le terme d'empoisonnement pour indiquer la perte de réactivité du réacteur par le xénon ou d'autres éléments absorbeurs de neutrons. Quand il s'agit d'éléments stables qui absorbent les neutrons mais qui ne réagissent pas, on parle d'absorption neutronique.

Au fur et à mesure que les barres d'uranium sont utilisées, la quantité de ces éléments augmente et la réactivité du réacteur diminue. Pour limiter cet effet, on réduit la concentration de bore dans l'eau de refroidissement du réacteur pour compenser la perte de réactivité.

La modification du taux de bore dans l'eau de refroidissement est plus avantageuse que la modification de la position des barres de controle (qui peut produire des zones plus ou moins stabilisées).