Réaction en chaîne
Une réaction de fission produit quelques neutrons, de l'ordre de 3 par fission.
Ces neutrons diffusent alors dans le cœur du réacteur et peuvent induire d'autres fissions, qui produisent des neutrons et ainsi de suite. On appelle ce phénomène une réaction en chaîne.
Dans un réacteur nucléaire, la maîtrise de cette réaction en chaîne implique que le nombre de fissions induits par les neutrons produits est stabilisé. Le temps moyen entre deux générations de fissions est de l'ordre de la microseconde. Ce temps étant relativement courts, les neutrons retardés émis sur des temps plus longs rendent possible le pilotage d'un réacteur.
On définit usuellement un coefficient de multiplication des neutrons, appelé kinf pour un milieu infini et keff pour un milieu réel. La différence entre les deux termes est fonction des fuites de neutrons.
Le kinf représente le nombre de neutrons émis par unité de temps divisé par le nombre de neutrons qui disparaissent par unité de temps.
S'il est inférieur à 1, le système est sous-critique et la fission s'arrête d'elle même.
S'il est égal à un, le système appelé critique s'auto-entretient. C'est le mode à atteindre dans un cœur de réacteur.
S'il est supérieur à 1, le système diverge et libère de l'énergie avec une cinétique exponentielle. C'est une bombe nucléaire.
