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RÉSUMÉ
Les réacteurs de recherche sont des réacteurs dans lequel on génère des flux de neutrons élevés, afin de pouvoir les utiliser dans divers domaines de recherche fondamentale et appliquée. Cet article présente les différents types de réacteurs, à eau lourde et à eau ordinaire, leurs caractéristiques techniques et les principaux domaines d'utilisation, de la recherche à la formation.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Alain BALLAGNY : Chef de Projets au Commissariat à l’Énergie Atomique
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Bruno GUIGON : Ingénieur au Commissariat à l’Énergie Atomique, Direction de l’Énergie Nucléaire
INTRODUCTION
Un réacteur de recherche est une installation nucléaire dans laquelle on crée et on entretient, par une réaction en chaîne, la fission d’atomes de matériaux fissiles (par exemple, de l’uranium) afin d’obtenir des flux de neutrons élevés pour une utilisation dans les divers domaines de recherche fondamentale et appliquée. L’énergie libérée par les fissions n’est généralement pas récupérée, contrairement aux centrales nucléaires dont c’est l’unique objectif.
Les réacteurs de recherche sont à la fois des outils privilégiés pour l’étude de la matière condensée en raison des caractéristiques physiques des neutrons et des outils indispensables à la conception des réacteurs de puissance pour la qualification sous irradiation des matériaux et des combustibles.Les réacteurs d’essais spécifiques d’une filière donnée, avant son industrialisation, ne sont pas mentionnés dans cet article mais dans des articles propres à chaque filière.Cet article fait de larges emprunts à l’édition précédente rédigée par Francis MERCHIE.
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1. Présentation générale
Il existe cinq grandes familles de réacteurs de recherche :
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les réacteurs d’irradiations technologiques tels qu’Osiris en France, HBWR en Norvège, Hanaro en Corée, JMTR au Japon… qui sont essentiellement utilisés pour les besoins de la recherche appliquée à l’énergie nucléaire ;
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les réacteurs dits « à faisceaux de neutrons » tels qu’Orphée et le RHF en France, HFIR et MURR aux États-Unis, BER-II en Allemagne, JRR3M au Japon… qui utilisent la diffraction des neutrons pour les besoins de la recherche fondamentale, en particulier pour caractériser les structures de la matière condensée ;
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les maquettes critiques telles que Masurca et Éole, Minerve, Isis en France, BR-1 en Belgique… conçues pour répondre au besoin de qualification des calculs neutroniques et de physique des cœurs. Ce sont des réacteurs de très faible puissance [typiquement 5 kW, pour des flux neutroniques de l’ordre de 109 n/(cm2 · s)] ;
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les réacteurs pour l’étude des accidents graves tels que Phébus, Cabri en France ;
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les réacteurs utilisés pour la formation du personnel et l’enseignement universitaire tels qu’Ulysse, Minerve et Azur en France…
C’est en 1942, à Chicago, que l’équipe d’Enrico Fermi a réussi l’approche sous-critique et la divergence de la première « pile atomique ».
Depuis cette date, les réacteurs de recherche ont joué un rôle important dans le développement de la science et de la technologie nucléaire.
Jusqu’à présent, à peu près 600 réacteurs de recherches ont été construits dont 256 sont encore en fonctionnement aujourd’hui dans 59 pays.
Une soixantaine seulement ont une puissance supérieure à 5 MW. C’est essentiellement à cette catégorie que nous nous intéresserons par la suite (liste des réacteurs les plus dans le monde et en Europe, tableau 1 et tableau 2).
1.1 Évolution du nombre de réacteurs de recherche dans le monde
Le fléchissement observé...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Advances in Neutron Capture Therapy - . Volume I, Medicine and Physics, Proceedings of the Seventh International Symposium on Neutron Capture Therapy for Cancer, Zürich, Switzerland (4-7 Sept. 1996).
-
(2) - LOVERINIE (M.-J.) - Le Commissariat à l’Énergie Atomique - . Édité chez Gallimard.
-
(3) - Dossier : Les réacteurs d’essai et de recherche. - RGN, Revue Générale Nucléaire no 6 année 2000 – nov.-déc., édition SFEN. Auteurs (par ordre d’apparition dans les différents articles composant le dossier) : P. LEDERMAN, J-L. MINGUET, A. CHABRE, A. ALBERMAN, J-P. DURAND, M. BOYARD, A. LANGUILLE, C. JAROUSSE, J. THOMASSON, J-M. HAMY, X. BRAVO, A. BALLAGNY, M. ROMMENS, B. GUIGON, Y. BOUILLOUX, J-P. DUPUY.
-
(4) - L’œuvre de Jules HOROWITZ - . Édité par le Commissariat à l’Énergie Atomique, ISBN 2-7272-0209-1, ISSN 1284-7828.
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(5) - Génie atomique – Tome III : Les piles - ....
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