Le concept RBMK
Le cur d'un racteur RBMK est donc constitu de blocs de graphite, c'est le modrateur qui va ralentir les neutrons produits par la fission de l'uranium. C'est videmment une structure norme, grande comme une maison.
Cette masse de graphite est perce de 1661 trous verticaux dans lesquels vont tre insrs les tubes de pression, d'environ 9 centimtres (3.5 pouces) de diamtre, contenant l'uranium et qui conduiront l'eau de refroidissement sous une pression de 70 kg/cm (1000 psi) du bas du racteur vers le haut. Cette eau, charge de refroidir les tubes et le graphite, sortira bouillante par le haut des tubes et fournira la vapeur pour actionner les turbines.
Dans chaque tube de pression, l'uranium est contenu dans 18 barres d'environ 13 millimtres (0,5 pouce) de diamtre. La hauteur du cur est de 6,5 mtres (21 pieds).
La structure de graphite est enferme dans une cuve en acier d'un diamtre d'environ 13 mtres (42 pieds). Un mlange d'hlium et d'azote est inject pour augmenter la qualit du transfert calorique entre le graphite et les tubes de pression et peut-tre aussi pour rduire l'oxydation du graphite.
A l'extrieur, autour du cur est construit un btiment, destin seulement viter les fuites radioactives. Ce btiment de bton contient des crans de sable et d'eau pour absorber les radiations. Le problme du graphite est qu'il atteint une temprature d'environ 700 C (1.300 F) dans le racteur en fonctionnement. A cette temprature le graphite est rougeoyant et il ne s'enflamme pas parce qu'un gaz neutre (hlium/azote) est envoy en permanence. Mais si de l'air (donc de l'oxygne) venait pntrer dans l'enceinte, il s'enflammerait.
Schma fonctionnel d'un racteur RBMK
(Il y a deux ensembles identiques dans un racteur)
Le cur du racteur est coiff d'une dalle de bton pesant environ 1.000 tonnes. Sous la partie infrieure de cette dalle sont fixs les extrmits suprieures de tous les tubes de pression.
Dans un racteur RBMK, il y a deux boucles de pression spares alimentant chacune une turbine place dans un btiment ct du racteur. A Tchernobyl, les racteurs RBMK 1000 produisaient chacun 925 MW d'nergie.
Ces racteurs RBMK ne disposaient pas d'une enceinte de confinement complte. Les tuyaux situs sous le racteur taient placs dans ce que les sovitiques appelaient les botes anti-fuite. Ces botes taient relies une vaste piscine situe sous l'ensemble du btiment. Cette piscine servait piger la vapeur et les particules radioactives si un des tubes de pression ou une tuyauterie se brisait. Mais toutes les tuyauteries suprieures n'taient protges que par un btiment industriel standard. Si un tuyau suprieur venait se briser, il en rsulterait un chappement de vapeur radioactive dont l'importance ne dpendrait que de la vitesse laquelle les systmes d'arrt d'urgence stopperaient le racteur.
L'accident de la centrale nuclaire de Three Mile Island, en 1979, confirma au monde entier qu'une enceinte de confinement tait ncessaire la scurit d'une centrale nuclaire. Les premiers racteurs RBMK, tels ceux de la centrale de Leningrad, ne disposaient mme pas d'une enceinte de confinement partielle.
Mais le RBMK est norme, le btiment est trs grand, environ 71 mtres de haut, et raliser une enceinte de confinement comme sur les racteurs amricains coterait trs cher. Aussi, les Sovitiques ont continu de faire confiance aux systmes de scurit de leurs centrales, plutt que d'investir dans la scurit passive d'un confinement de qualit.
Apparemment, dans le systme sovitique, les vies humaines cotent moins cher que le matriel. Qu'importe puisque le principe essentiel du communisme est de ne jamais commettre d'erreur !
La combinaison d'un modrateur en graphite et d'un refroidissement par de l'eau n'existe dans aucun autre racteur. Cette conception fait que le racteur devient instable faible puissance et cela se confirma lors de l'accident de Tchernobyl. Cette instabilit tait principalement due la conception des barres de contrles et au coefficient positif de vide (positive void coefficient).
Un coefficient positif de vide a pour consquence d'augmenter la puissance du racteur. Si la quantit d'eau bouillante augmente, les bulles gnres dans l'eau bouillante diminuent le pouvoir de modration de l'eau. Et une boucle s'amorce, l'eau bout, le racteur augmente sa puissance, l'eau bout davantage et ainsi de suite.
Les racteurs RBMK ont un coefficient positif de vide lev parce qu'ils fonctionnent avec le l'uranium peu enrichi et qu'ils utilisent aussi de l'eau lgre au lieu d'eau lourde.