QCM : Technologie et fonctionnement des REP (65 questions)

Explication

La filière UNGG associe l’uranium naturel, le graphite comme modérateur et le gaz carbonique comme caloporteur. L’eau légère et le combustible enrichi caractérisent plutôt les REP.

Explication

En octobre 1969, une fusion partielle du cœur de Saint-Laurent A1 a fragilisé la confiance accordée à l’UNGG. La création du CEA et la divergence de Zoé sont des événements antérieurs, tandis que l’EPR appartient à une période ultérieure.

Explication

Le plan Messmer a lancé un programme fondé sur la standardisation et la construction en série de REP par paliers de puissance croissante. Il ne reposait donc pas sur des réacteurs conçus séparément pour chaque site.

Explication

Le palier CP0/CPY comprend 32 réacteurs de 900 MWe équipés de trois boucles primaires. Les paliers P4 et P’4, N4 et l’EPR de Flamanville 3 possèdent d’autres effectifs ou puissances.

Explication

Dans l’îlot nucléaire, la fission produit la chaleur, qui est ensuite valorisée dans l’îlot conventionnel pour produire de l’électricité. L’îlot conventionnel n’assure donc pas la réaction de fission.

Explication

Le circuit primaire est une boucle fermée d’eau maintenue liquide sous forte pression, à environ 155 bar, qui transporte la chaleur du cœur vers le générateur de vapeur. La vapeur destinée à la turbine est produite dans le circuit secondaire.

Explication

Les trois circuits échangent de la chaleur tout en restant physiquement séparés : le primaire la transporte, le secondaire produit la vapeur et le refroidissement rejette la chaleur résiduelle. Le combustible demeure dans l’îlot nucléaire et ne circule pas dans ces circuits.

Explication

La fission libère d’abord de la chaleur, qui permet de produire un mouvement de vapeur et une énergie mécanique dans la turbine, avant la conversion finale par l’alternateur. L’électricité n’est donc pas produite directement dans le réacteur.

Explication

Une tranche comprend notamment le bâtiment réacteur, le bâtiment combustible, la salle des machines et un diesel d’ultime secours, ainsi que d’autres installations nucléaires et de pompage. Les autres ensembles mélangent des infrastructures qui ne constituent pas les éléments caractéristiques d’une tranche.

Explication

L’amont prépare le combustible avant son utilisation en réacteur : il comprend l’extraction, la conversion, l’enrichissement et la fabrication des assemblages. L’entreposage et le traitement du combustible usé relèvent de l’aval.

Explication

L’enrichissement augmente la proportion d’uranium 235, d’environ 0,7 % dans l’uranium naturel à 3–5 % dans le combustible des REP. Le plutonium n’est pas la matière dont la proportion est ainsi augmentée dans cette étape.

Explication

L’aval intervient après le séjour du combustible en réacteur et comprend son entreposage, son traitement, le recyclage de certaines matières et le conditionnement-stockage des déchets ultimes. L’extraction et la fabrication des assemblages appartiennent à l’amont.

Explication

Des isotopes possèdent le même nombre de protons, défini par $Z$, mais diffèrent par leur nombre de neutrons, ce qui modifie $A$. Des nombres de neutrons identiques avec des protons différents décriraient plutôt des isotones.

Explication

L’uranium naturel contient environ 0,72 % d’uranium 235 fissile et 99,27 % d’uranium 238 fertile, avec une faible proportion d’uranium 234. L’uranium 238 n’est pas l’isotope fissile principal dans cette description.

Explication

La radioactivité est la transformation spontanée d’un noyau instable accompagnée de l’émission d’une particule ou d’un rayonnement. Une fission provoquée et une transition électronique ne correspondent pas à cette définition générale.

Explication

L’émission gamma évacue un excédent d’énergie tandis que la composition du noyau reste inchangée. Les émissions alpha et bêta modifient la composition nucléaire, notamment le nombre de protons ou de nucléons.

Explication

La fission est la scission d’un noyau lourd après absorption d’un neutron incident. Une simple capture peut modifier l’état ou la stabilité du noyau sans entraîner sa scission.

Explication

La fission produit deux noyaux plus légers, une importante quantité d’énergie sous forme de chaleur et, en moyenne, 2,5 neutrons. Ces neutrons peuvent ensuite contribuer à entretenir une réaction en chaîne.

Explication

La section efficace quantifie la probabilité d’interaction entre une particule et un noyau et s’exprime en barns, avec $1\ \text{barn}=10^{-24}\ \text{cm}^2$. Elle ne doit pas être interprétée comme la surface géométrique ordinaire du noyau.

Explication

Dans un REP, les chocs avec les noyaux d’hydrogène ralentissent les neutrons, tandis que l’eau évacue la chaleur produite dans le cœur. Elle joue donc simultanément les rôles de modérateur et de caloporteur.

Explication

Le facteur $k$ compare la population neutronique de deux générations successives, selon $k=\frac{N_{2}}{N_{1}}$. Il renseigne ainsi sur l’évolution de la réaction en chaîne, contrairement aux rapports thermiques ou isotopiques proposés.

Explication

Un réacteur sous-critique vérifie $\rho<0$ et $k<1$, car la population neutronique diminue d’une génération à la suivante. L’état critique correspond à $\rho=0$ et $k=1$, tandis que l’état surcritique vérifie des valeurs positives.

Explication

Diluer le bore réduit la concentration d’atomes absorbant les neutrons et augmente donc la réactivité. À l’inverse, augmenter la concentration de bore dissous diminue la réactivité.

Explication

Les grappes en alliage argent-indium-cadmium absorbent des neutrons, ce qui diminue rapidement la réactivité lorsqu’elles sont insérées. Leur chute par gravité permet une insertion rapide lors de l’arrêt d’urgence.

Explication

Le circuit primaire extrait la chaleur du cœur, la transfère et maintient l’eau liquide grâce à une pression élevée, tout en participant à la sûreté du réacteur. Le circuit secondaire reçoit cette chaleur et produit la vapeur destinée à la turbine, mais il ne remplit pas la fonction décrite ici.

Explication

La gaine constitue la première barrière, le circuit primaire la deuxième et l’enceinte en béton la troisième. Intervertir la gaine et le circuit primaire modifie l’ordre réel des protections successives.

Explication

Une boucle primaire comprend la cuve, le générateur de vapeur, le groupe motopompe primaire et le pressuriseur, ce dernier étant unique dans le circuit. La turbine et le condenseur appartiennent au circuit secondaire, ce qui exclut les ensembles qui les intègrent.

Explication

La gaine est un tube en alliage de zirconium qui transfère la chaleur vers le fluide primaire et constitue la première barrière en retenant les produits de fission. Elle n’enrichit pas le combustible et ne produit pas la vapeur du circuit secondaire.

Explication

L’eau arrive par les tubulures de branche froide, descend dans l’espace annulaire, remonte dans le cœur en se réchauffant et repart par la branche chaude. Le trajet inverse proposé dans une autre réponse confond le sens réel de circulation et l’évolution de la température.

Explication

L’eau est à environ 286 °C dans la branche froide et à environ 323 °C dans la branche chaude après son passage dans le cœur. La branche froide ne peut donc pas être plus chaude que la branche chaude dans ce fonctionnement nominal.

Explication

Le combustible est constitué de pastilles de dioxyde d’uranium UO₂, une céramique frittée adaptée aux températures élevées et compatible avec l’eau dans la situation décrite. Les tubes en zirconium sont la gaine : ils entourent le combustible, mais ne le constituent pas.

Explication

Un assemblage comprend 264 crayons combustibles, 24 tubes pouvant recevoir les crayons d’une grappe de commande et un tube d’instrumentation. Les générateurs de vapeur ne font pas partie de la structure interne d’un assemblage combustible.

Explication

Le pressuriseur maintient la pression du primaire pour empêcher l’ébullition et absorbe les variations de volume du fluide, tout en contribuant au dégazage et à la protection du circuit. La circulation du fluide relève du groupe motopompe primaire, tandis que la vapeur destinée à la turbine est produite dans le secondaire.

Explication

Les chaufferettes vaporisent une partie de l’eau et augmentent ainsi la pression, alors que l’aspersion d’eau plus froide condense de la vapeur et la diminue. Inverser les effets des deux dispositifs conduit à une régulation opposée à celle du pressuriseur.

Explication

La soupape SEBIM s’ouvre automatiquement au dépassement de la limite et se referme lorsque la pression redescend ; une soupape d’isolement intervient si la première se bloque. Les deux soupapes ne doivent pas être fermées simultanément, car cela supprimerait la protection attendue.

Explication

L’implantation en branche froide bénéficie d’une eau plus froide et plus stable, ce qui limite la cavitation et permet une circulation naturelle par thermosiphon lorsque les pompes s’arrêtent. La production de vapeur et le confinement des produits de fission ne sont pas les fonctions qui justifient l’emplacement des groupes motopompes.

Explication

Le générateur de vapeur transmet la chaleur du circuit primaire au circuit secondaire afin de produire une vapeur utilisable par la turbine, tout en séparant les deux fluides. L’échange direct entre les circuits est donc une confusion avec son fonctionnement réel.

Explication

L’eau primaire reste dans les tubes en U et cède sa chaleur à l’eau secondaire qui circule autour du faisceau, se vaporise, puis traverse les séparateurs à cyclone et les sécheurs à chicanes. Le secondaire n’est donc pas contenu dans les tubes en U.

Explication

Le primaire entre à environ 323 °C et ressort à environ 286 °C, alors que le secondaire entre à environ 220 °C et atteint environ 270 °C lors de sa vaporisation. Les autres évolutions inversent les températures d’entrée et de sortie ou attribuent ces valeurs au mauvais circuit.

Explication

Le gonflement désigne une hausse apparente du niveau mesuré lorsque la demande de vapeur augmente. La baisse apparente associée à une diminution brutale de la demande correspond au tassement, et non au gonflement.

Explication

Le RCV maintient la quantité d’eau primaire, contrôle sa chimie, ajuste notamment le pH et l’oxygène dissous, et alimente les joints des GMPP. Le réglage de la concentration en bore par dilution ou borication est la fonction spécifique du REA.

Explication

La ligne de décharge prélève puis conditionne l’eau primaire par refroidissement, dépressurisation, filtration et déminéralisation avant son stockage. La ligne de charge la réchauffe et la réinjecte ensuite dans le primaire à environ 177 bar.

Explication

Les résines cationiques captent les ions positifs et les résines anioniques les ions négatifs, tandis que les lits de déminéralisation ne captent pas le bore. Les autres propositions inversent les rôles des résines ou attribuent au traitement une élimination du bore.

Explication

La connexion du RRA exige une température moyenne du primaire comprise entre 160 et 177 °C, une pression de 24 à 28 bar et un écart de température inférieur à 50 °C. Les autres ensembles de valeurs ne correspondent pas aux critères de connexion indiqués.

Explication

Le RRI refroidit les équipements auxiliaires avec une eau traitée et constitue un circuit intermédiaire fermé séparant les fluides radioactifs de l’eau brute. Le SEC fonctionne en circuit ouvert avec l’eau brute et reçoit la chaleur du RRI.

Explication

Chaque voie RRI comporte deux pompes, chacune capable d’assurer 100 % du débit, et deux échangeurs en parallèle, chacun dimensionné pour 50 % du débit nominal de la voie. La confusion fréquente consiste à inverser les capacités des pompes et des échangeurs.

Explication

Le SEC constitue le dernier maillon de l’évacuation thermique : il reçoit la chaleur du RRI et la transmet à la source froide grâce à de l’eau brute prélevée dans le milieu naturel. Le RRI assure l’étape intermédiaire avec une eau traitée, tandis que la production de vapeur appartient au générateur de vapeur.

Explication

La chaleur est évacuée successivement des systèmes utilisateurs vers le RRI, du RRI vers le SEC, puis du SEC vers la source froide. Les autres séquences inversent le sens du transfert ou intervertissent les rôles du RRI et du SEC.

Explication

Le RPN est un dispositif ex-core qui exploite les neutrons de fuite, alors que le RIC est placé in-core. Confondre leurs positions revient à inverser la distinction entre mesure externe et mesure interne.

Explication

Les faibles flux produisent des impulsions suffisamment espacées pour être comptées individuellement. La mesure du courant moyen est plutôt adaptée aux flux élevés, lorsque les impulsions sont nombreuses.

Explication

La puissance du réacteur est directement liée au flux neutronique, suivi par le RPN hors cœur et le RIC dans le cœur. La distribution de puissance et la température relèvent principalement des informations fournies par le RIC, et non d’une inversion des rôles.

Explication

Le RPN est installé à l’extérieur de la cuve et mesure continuellement le flux neutronique à partir des neutrons de fuite. Les capteurs placés dans le cœur et les cartes de flux sont associés au RIC.

Explication

Le RIC regroupe des capteurs placés dans le cœur pour mesurer le flux neutronique, la température et la distribution de puissance. Les neutrons de fuite mesurés hors cuve caractérisent plutôt le fonctionnement du RPN.

Explication

Le rayonnement ionisant arrache des électrons aux atomes du gaz, formant des paires d’ions dont le déplacement produit une impulsion électrique. En l’absence d’ionisation, ce mécanisme de production d’impulsion ne se déclenche pas.

Explication

Pour un flux élevé, les impulsions sont nombreuses et rapprochées ; leur effet global est donc évalué par le courant moyen. Le comptage individuel est davantage adapté aux faibles flux, où les impulsions restent distinguables.

Explication

Le RPN comprend successivement la chaîne neutronique source, la chaîne neutronique intermédiaire et la chaîne neutronique de puissance. Les autres ensembles proposés mélangent des chaînes du RPN avec des fonctions ou des catégories qui ne constituent pas cette succession.

Explication

La CNS compte les impulsions pour des flux faibles, alors que la CNI mesure un courant sur une gamme plus étendue et que la CNP mesure les forts flux ainsi que le déséquilibre axial. La confusion fréquente consiste à attribuer le comptage d’impulsions à la CNI ou à confondre la mesure neutronique avec une mesure thermique.

Explication

Lorsque les impulsions se chevauchent, la CNS ne les distingue plus correctement et sous-estime le flux réel, ce qui compromet la mesure. Les autres réponses invoquent des phénomènes associés à d’autres détecteurs ou à d’autres fonctions du RPN.

Explication

La CNI isole le courant neutronique en soustrayant le courant dû aux gammas du courant total neutron-gamma. Une addition ou une multiplication ne permettrait pas de retirer la composante gamma, et l’ordre inversé donnerait une grandeur de signe opposé.

Explication

Le RPN transmet au système de protection des signaux utiles à l’arrêt automatique en cas de flux excessif ou d’augmentation trop rapide. Les autres situations relèvent de l’instrumentation mobile du RIC ou du fonctionnement des thermocouples.

Explication

Les sections haute et basse permettent de surveiller la répartition verticale du flux, appelée déséquilibre axial, et de protéger la gaine du combustible. Le déséquilibre azimutal concerne la répartition horizontale, tandis que les autres fonctions appartiennent à d’autres chaînes ou au RIC.

Explication

Le RIC réalise des cartes de flux au cours des arrêts, en particulier après un rechargement et pendant les essais de redémarrage. La surveillance permanente de la température est assurée par les thermocouples, et l’arrêt automatique relève des signaux du RPN.

Explication

La sonde parcourt la zone active lors de son retrait progressif, et l’enregistrement du signal en fonction de la position permet de reconstruire le profil de flux. Le maintien fixe, la mesure de température ou le déplacement angulaire décrivent d’autres méthodes ou d’autres instruments.

Explication

Le détecteur RIC associe une chambre à gaz, une électrode centrale revêtue d’oxyde d’uranium enrichi à environ 90 % en uranium 235, deux enveloppes concentriques en acier inoxydable et un câble téléflex. Le bore 10 caractérise le principe de détection du RPN, tandis que les autres descriptions ne correspondent pas à la constitution du RIC.

Explication

Dans le RPN, la capture par le bore 10 engendre des particules alpha ionisantes, alors que la fission de l’uranium 235 dans le RIC produit deux fragments fortement ionisants. Les deux autres réponses inversent les principes ou attribuent aux détecteurs des mécanismes qui ne sont pas décrits.