Du noyau atomique au réacteur nucléaire

La saga de la neutronique française

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La neutronique – néologisme bâti sur le modèle d’électronique – est née en 1932 avec la mise en évidence expérimentale du neutron par le physicien britannique James Chadwick.
La neutronique est l’étude du cheminement des neutrons dans la matière et, plus spécifiquement, des conditions d’une réaction en chaîne libérant de l’énergie grâce aux fissions de noyaux d’uranium ou de plutonium.
À la suite de talentueux pionniers de la physique nucléaire – Becquerel, les Curie, les Joliot-Curie et bien d’autres – et encouragés par une politique volontariste de développement de cette nouvelle source d’énergie, les physiciens français ont apporté une contribution essentielle aux progrès de la neutronique. Basée à l’origine sur des modèles extrêmement habiles, la neutronique a fait de plus en plus appel à l’informatique. Aujourd’hui, les concepteurs des réacteurs font partie des gros utilisateurs du calcul scientifique.
Cette saga est contée ici par un ingénieur qui a contribué à ces développements et un enseignant qui a transmis sa passion à de nombreux jeunes. L’auteur a choisi de la présenter avec deux niveaux de difficulté : le lecteur rebuté par les équations ou ne recherchant qu’un aperçu pourra se limiter au texte principal ; celui qui souhaite plus de détails pourra aussi se plonger dans les encadrés.

Table of contents

Table of contents
Du noyau atomique au réacteur nucléaire 1
Table des matières 6
Avant-propos 12
Partie 1. Les bases physiques de la neutronique 14
Chapitre 1. Qu’est-ce quel a neutronique ? 16
Chapitre 2. La découverte du neutron nécessitera vingt ans d’efforts 24
Chapitre 3. La diffusion, le ralentissement et l’absorption des neutrons 36
Chapitre 4. La découverte de la fission 44
Chapitre 5. Le concept de la réaction en chaîne 52
Chapitre 6. CP1, la première pile atomique 60
Chapitre 7. Le plutonium, les produits de fission 72
Chapitre 8. La génération « zéro » de réacteurs 82
Chapitre 9. Le Commissariat à l’énergie atomique, la pile Zoé 90
Chapitre 10. Le paradigme de la neutronique, le réseau infini et régulier 98
Chapitre 11. Du calcul de réseau au calcul de coeur 104
Chapitre 12. L’évolution des noyaux lourds et la problématique du plutonium 114
Chapitre 13. La première génération de réacteurs 122
Interlude 132
Chapitre 14. Les réacteurs d’Oklo 134
Partie 2. L’ère industrielle de la neutronique 138
Chapitre 15. La neutronique expérimentale 140
Chapitre 16. La deuxième génération de réacteurs... 148
Chapitre 17. ... et la deuxième génération des codes de neutronique 154
Chapitre 18. La préparation de la troisième génération de réacteurs... 164
Chapitre 19. ... et la troisième génération de codes de la neutronique 172
Chapitre 20. La quatrième génération de réacteurs... et les suivantes 182
Chapitre 21. Les études de protection contre les rayonnements et le risque de criticité 190
Chapitre 22. Les neutrons comme outils d’exploration 200
Chapitre 23. La neutronique des armes nucléaires 210
Chapitre 24. Les perspectives de la neutronique 218
Annexes 226
Bibliographie (en langue française) 228
Index des personnes citées 234
Index des réalisations 244
Index des thèmes et notions physiques 252