comment ça marche pile atomique

En simplifiant les choses à l'extrême, on peut dire qu'une pile atomique ou réacteur nucléaire est une « marmite à fission »... Il reste à expliquer ce dernier terme et à dire comment la marmite « bout »... Un matériau radio-actif — comme l'uranium, le plutonium — est dit fissile parce que les noyaux de ses atomes peuvent être rompus en plusieurs morceaux sous l'action des neutrons qu'ils émettent spontanément; c'est pourquoi ils peuvent servir de combustible nucléaire. En effet, au cours de cette opération de fission. d'autres neutrons sont émis à leur tour, provoquant de nouvelles ruptures de noyaux avec nouvelle libération de neutrons — et ainsi de suite. Il y a
donc la possibilité d'entretenir, en cascade indéfinie, une réaction en chaîne, productrice de rayons gamma. d'éléments radio-actifs divers — et de chaleur, utilisable, celle-ci, pour alimenter en énergie une usine thermique. Dans le récipient que constitue la pile (mais qui peut devenir « marmite sorcière » si l'on n'a d'abord réalisé certaines conditions « critiques » de volume, de proportions et de disposition dans l'espace), on place donc le combustible voulu. Mais il faut y introduire aussi un corps modérateur, comme l'eau lourde ou le graphite, car, pour qu'ils se montrent efficaces, les neutrons produits doivent être convenablement ralentis dans leur course. Il est nécessaire aussi d'empêcher leur fuite au-dehors, d'où le recours à un matériau réflecteur. Un important circuit de refroidissement (par l'eau ou le gaz carbonique, ou encore par des métaux liquides tels que le sodium) a pour rôle d'évacuer la chaleur dégagée, ce qui permet de la récupérer aux fins d'utilisation dans des turbo-aiternateurs. Des barres, contenant des matériaux absorbant les neutrons (bore, cadmium...), que l'on peut enfoncer plus ou moins profondément au sein de la pile, constituent un système de régulation. Enfin, pour se protéger de l'intense radio-activité interne, on isole la pile au sein d'une carapace de béton. On a construit de très nombreux types de réacteurs. L'un des plus surprenants est le réacteur surgénérateur (pile couveuse), dans lequel la quantité de matière fissile produite est, à la suite d'ingénieux tours de passe-passe nucléaire, plus grande que la quantité de combustible utilisée au départ. Dans leurs réalisations diverses, les piles atomiques sont très complexes. Elles atteignent des dimensions considérables lorsqu'il s'agit de réacteurs producteurs d'énergie, dits de puissance.