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Auteur(s)
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Stephen YU
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Jerry HOPWOOD
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Dan MENELEY : Énergie atomique du Canada limitée (EACL)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le concept des réacteurs à eau lourde de puissance a été élaboré spécialement pour la production d’électricité. Il n’est pas issu de programmes comme ceux des sous-marins à propulsion nucléaire. Les réacteurs à eau lourde (HWR) présentent des caractéristiques qui assurent l’applicabilité et le potentiel à long terme de la technologie, notamment une bonne économie neutronique de l’eau lourde utilisée comme modérateur, la séparation du caloporteur primaire du modérateur (dans le cas du réacteur CANDU), le chargement réacteur en marche, une grappe de combustible de conception simple, des composants modulaires et des sources froides passives. La dissipation thermique passive est rendue possible du fait que le combustible est immergé dans une grande quantité d’eau environnante fraîche, ce qui n’est pas le cas du cœur d’un réacteur à eau ordinaire. Grâce à la souplesse de cette technologie, l’évolution du modèle actuel doit permettre de s’assurer que toute exigence future sera satisfaite, sans modification du concept de base ce qui résulte notamment :
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de la souplesse du cycle du combustible : les réacteurs HWR ont été conçus pour brûler les matières fissiles avec un bon rendement et pour convertir tout aussi efficacement les matières fertiles en matières fissiles. En ajoutant à ces caractéristiques le chargement réacteur en marche et un modèle de grappe de combustible simple, les HWR peuvent utiliser de nombreux combustibles différents, de sorte que l’approvisionnement en combustible peut être assuré pour un avenir prévisible ;
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des composants remplaçables : tous les composants importants d’un HWR sont remplaçables, y compris le canal de combustible qui est le composant essentiel du cœur. La durée de vie d’une centrale HWR peut donc être prolongée au-delà de la durée de vie calculée du canal de combustible, et les composants peuvent être améliorés en leur faisant bénéficier de la toute dernière technologie. Par conséquent, il n’y a pas de problème d’obsolescence pour les réacteurs actuellement en exploitation.
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4. Combustible et cycles du combustible
4.1 Combustible à uranium naturel
Les réacteurs CANDU présentent des avantages inégalés au point de vue de l’utilisation de l’uranium. Le réacteur CANDU est unique en son genre parmi les réacteurs industriels disponibles pour sa capacité à utiliser l’uranium naturel comme combustible. Cela signifie que les approvisionnements en combustible sont sûrs (aucun enrichissement n’est nécessaire) et qu’ils contribuent fortement à l’obtention des coûts de combustible faibles pour les réacteurs CANDU. De plus, le combustible à uranium naturel du réacteur CANDU ne pose aucun problème de criticité à l’extérieur du réacteur, de sorte que le stockage du combustible neuf et du combustible irradié pour le réacteur CANDU est plus simple et de plus faible coût que pour les réacteurs à eau ordinaire.
HAUT DE PAGE4.2 Grappes de combustible à 37 et 43 éléments
Le combustible des réacteurs CANDU actuels, sous la forme de grappes de combustible courtes et robustes (environ 50 cm de longueur) à 37 éléments est relativement facile à fabriquer et à manipuler. Tous les pays qui ont des réacteurs CANDU en exploitation ont trouvé qu’il était pratique et rentable de créer des installations de fabrication nationales dans le cadre de leur programme HWR pour approvisionner en combustible tous leurs réacteurs.
Le combustible CANDU a un taux de défectuosité exceptionnellement bas, bien au-dessous de 0,1 % par grappe pour toutes les causes de défauts. De plus, le système de rechargement réacteur en marche du réacteur CANDU permet de détecter et retirer rapidement tout combustible défectueux sans avoir besoin d’arrêter le réacteur. La capacité d’évacuation du combustible défectueux du réacteur CANDU assure que les niveaux de radioactivité dans le circuit primaire sont maintenus à des niveaux exceptionnellement bas. Cela entraîne les avantages correspondants suivants : faible volume de déchets provenant des circuits d’épuration, faibles émissions dans l’environnement et faible dose professionnelle.
Une nouvelle grappe de combustible CANDU appelée CANFLEX, comportant 43 éléments en deux dimensions d’aiguille, a été mise au point avec succès. La grappe CANFLEX a des conséquences...
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