Circuit du modérateur
Matériaux des systèmes d'eau lourde des réacteurs CANDU

4.1 Configuration générale

Le modérateur est un système indépendant à eau lourde fonctionnant essentiellement à la pression atmosphérique. Le système de circulation de la tuyauterie en acier inoxydable 304 est illustré schématiquement à la figure 10. Les prises d’eau au fond de la cuve du réacteur (calandre) alimentent deux boucles vers des échangeurs de chaleur à tubes en alliage 800. Ces échangeurs sont refroidis avec le caloporteur de recirculation de la centrale avant que l'eau lourde D₂O ne soit renvoyée à la calandre via des entrées au niveau de l'enveloppe circonférentielle. Dans un CANDU-6, environ 5,4 % de la puissance de fission est évacuée vers le modérateur et la température doit être maintenue en dessous de la limite réglementaire de 60 °C. (À ces températures et avec la chimie plutôt peu agressive comme décrite plus loin, il y a peu de problèmes de corrosion dans le modérateur). Une dérivation en aval de l'une des pompes de la boucle passe à travers le système de purification des filtres et des échangeurs d'ions. Puis, l’eau lourde est renvoyée côté aspiration des pompes via le circuit d'appoint en D₂O. Le niveau d'eau pendant le fonctionnement est maintenu au-dessus du réacteur/de la cuve de calandre dans des conduits qui retiennent le gaz de couverture (hélium) et conduisent au système de recirculation et de recombinaison du gaz.

La radiolyse dans le cœur décompose l'eau lourde via une chaîne de réactions impliquant des intermédiaires instables. Les deux derniers composants, le deutérium et l'oxygène, sont ici intéressants car ils sont évacués en continu dans le gaz de couverture. Pour maintenir la concentration de D₂ dans le gaz en dessous de 4 % en volume afin de minimiser le risque d'explosion ou de déflagration (la concentration d'inflammabilité est d'environ 8 %), un système de catalyseurs recombine le D₂ et l'O₂ en D₂O. De l'oxygène gazeux est ajouté pour maintenir un excès et assurer une recombinaison complète de sorte que les niveaux de D₂ soient généralement inférieurs ou égaux à la limite de détection. Les impuretés dans l'eau lourde peuvent favoriser la radiolyse et provoquer une « excursion de gaz de couverture » d'une concentration D₂ accrue, de sorte que la chimie du modérateur est strictement...