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Auteur(s)
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Jean-Louis NIGON : Ingénieur de l’École Polytechnique - COGEMA – Directeur Adjoint Recherche et Développement - Professeur associé au Conservatoire National des Arts et Métiers
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Gérard LE BASTARD : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique de Poitiers - COGEMA – Directeur de la Business Unit Recyclage - MELOX – Président Directeur Général
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le premier réacteur ayant produit de l’électricité (en 1951) est EBR-1, réacteur à neutrons rapides américain (Idaho).
La caractéristique la plus attrayante des réacteurs à neutrons rapides, du point de vue prospectif des ressources en énergie, est leur capacité à régénérer, voire surgénérer, la matière fissile, et ainsi, à utiliser tout l’uranium extrait de la mine (via la conversion de l’uranium 238 en plutonium).
Le spectre d’énergie des neutrons dans le cœur de tels réacteurs doit être « rapide », ce qui interdit l’usage de corps légers contenant de l’hydrogène ou du carbone. Les réacteurs actuels sont refroidis par des métaux liquides, généralement du sodium. Il en résulte pour le combustible des contraintes fonctionnelles et technologiques qui rejaillissent sur sa conception et sa fabrication.
On est loin de la maturité industrielle des réacteurs à neutrons rapides (RNR), leurs caractéristiques et leurs combustibles sont appelés à évoluer ; la prise en compte d’objectifs liés à la réduction de l’inventaire des actinides peut en outre conduire à la définition de produits très nouveaux.
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6. Perspectives
Si dans les décennies immédiatement à venir il y a peu de chance d’assister à la mise en œuvre industrielle de réacteurs rapides, ceux-ci sont incontournables à long terme... à moins de renoncer à l’usage de l’énergie de fission de l’uranium.
Des concepts tels que les systèmes sous-critiques associés à un accélérateur (ADS : Accelerator Driven System) ne comportent pas de modifications technologiques majeures de la source d’énergie de fission : le cœur, même sous-critique, est conçu comme le serait le réacteur critique équivalent. Aucune spécificité n’est à considérer pour la conception et la fabrication des combustibles de tels ensembles.
Plus généralement, on constate un foisonnement de concepts de systèmes de production d’énergie nucléaire associant réacteurs et cycle du combustible (gestion des déchets comprise). Il serait déraisonnable de prédire lesquels seront effectivement industriellement mis en œuvre ; on peut seulement penser qu’il n’y aura pas exclusivité d’un concept, mais complémentarité dans le but d’utiliser les ressources (les réacteurs à neutrons rapides feront partie des systèmes futurs), de minimiser l’impact écologique (notamment celui des déchets) de poursuivre les progrès continus de sûreté et de rester compétitifs.
Le délai – long – qui nous sépare de l’avènement industriel des réacteurs à neutrons rapides sera mis à profit pour explorer les voies les plus prometteuses décrites ci-dessus, en tirant bénéfice des progrès technologiques dans le domaine des matériaux, de leur résistance aux hautes températures et aux dommages d’irradiation, dans le domaine de l’instrumentation et de l’électronique, pour assurer la sûreté de fonctionnement de systèmes dont la stabilité intrinsèque pourrait être réduite, et enfin (mais nous en oublions sûrement) dans le domaine des automatismes pour les processus de fabrication des combustibles et de maintenance des ateliers.
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