Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’intérêt du développement des réacteurs à neutrons rapides ne fait pas polémique. Les avantages sont nombreux de ce nouveau type de réacteurs, à commencer par l’utilisation totale du potentiel énergétique de l’uranium naturel (les réacteurs à eau n’en utilisent que 2 %), l’utilisation d’uranium appauvri, tout cela pour une pollution thermique plus faible. Cet article présente les évolutions récentes de la filière des réacteurs à neutrons rapides, avant de s’intéresser plus particulièrement à leurs principales caractéristiques, à leur fonctionnement et à leur sûreté. Pour terminer, il s’attarde sur l’exemple de la centrale Superphénix construite à Creys-Malville.
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Jean-Paul CRETTÉ : Ancien Élève de l’École Polytechnique - Ancien Directeur Technique à Novatome
INTRODUCTION
Article revu et mis à jour
parHenri NOËL
Ancien Élève de l’École Polytechnique
Directeur de Novatome. Direction de Framatome
etPierre BACHER
Ancien Directeur délégué de l’Équipement EDF
Directeur du traité Génie Nucléaire des Techniques de l’Ingénieur
Le monde a pris conscience de la limitation des ressources en énergie actuellement connues : après le charbon, le pétrole (réserves prouvées de 100 milliards de tonnes) et l’uranium (réserves prouvées de 3,5 millions de tonnes, ce qui correspond, par utilisation dans les réacteurs à eau ordinaire à l’équivalent en énergie de la moitié des réserves prouvées de pétrole).
Les besoins en énergie du monde ne cessent de s’accroître et, en attendant l’avènement d’un autre mode de production d’énergie (telle que la fusion thermonucléaire), il est vital d’économiser les sources actuellement connues et notamment l’uranium.
Après avoir présenté les développements intervenus dans la filière des réacteurs à neutrons rapides (RNR) depuis 1988 dans le monde, nous décrirons les modifications intervenues à la centrale de Creys-Malville.
Les résultats de la collaboration européenne qui ont permis de concevoir le réacteur EFR (European Fast Reactor) font l’objet dans ce traité d’un nouvel article [B 3 171] Projet EFR European Fast Reactor.
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Description technologique2. Principales caractéristiques
2.1 Caractéristiques physiques du cœur
La physique de base des réacteurs nucléaires est exposée dans l’article Caractéristiques neutroniques des réacteurs industriels [B 3 040] du traité Génie nucléaire.
Nous ne rappelons ici que les aspects particuliers des cœurs de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium.
HAUT DE PAGE
L’intervalle d’énergie des neutrons s’étend dans une bande de 0,001 a 10 MeV environ, l’énergie la plus probable étant de 0,1 à 1 MeV.
Dans un cœur de réacteur à neutrons rapides, on cherche à ne pas ralentir les neutrons émis lors de la fission : pas de matériaux légers , densité maximale en combustible. Les matériaux de structure utilisés pour gainer les aiguilles et constituer les assemblages de combustible sont relativement moins pénalisants que dans les réacteurs à neutrons thermiques, puisque leur section efficace varie généralement en 1/v, v étant la vitesse des neutrons.
Le nombre η de neutrons produits par neutron absorbé dans un noyau fissile varie avec l’énergie du neutron ; pour un neutron thermique, η est égal à 2,11 pour l’uranium 235 et à 2,00 pour le plutonium 239. Lorsque l’énergie du neutron augmente, η commence par diminuer, puis augmente pour atteindre, au‐delà de 1 keV, des valeurs de 2,28 pour l’uranium 235 et de 2,57 pour le plutonium 239.
On voit que le bilan neutronique est meilleur avec du plutonium 239 qu’avec de l’uranium 235 dans un réacteur à neutrons rapides et que, de plus, on peut obtenir un meilleur facteur de surgénération, puisque η est assez sensiblement supérieur à 2.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ERTAUD (A.) - * - Superphénix (plaquette éditée par Novatome) (1985).
-
(2) - La centrale de Creys-Malville. - Bulletin d’Information Scientifique et Technique (BIST), CEA, janv.-fév. 1978.
-
(3) - Les surgénérateurs : perspectives économiques, engagements industriels et réalités techniques. - Revue Générale Nucléaire, no 6 (1979).
-
(4) - Symposium international sur la physique des réacteurs à neutrons rapides. - AIEA- OCDE, Aix-en-Provence (F.), 24-28 sept. 1979.
-
(5) - Conférence internationale sur les réacteurs surgénérateurs en Europe. - Asea-Foratom, Lucerne (CH), 14-17 oct. 1979.
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(6) - ERTAUD (A.) - Les réacteurs surgénérateurs à neutrons rapides et la chaudière Superphénix. - ...
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