Janvier 2015
Dossier Spécial : Programme Interdisciplinaire Énergie (PIE) du CNRS
Programme Interdisciplinaire Énergie (PIE) du CNRS : Pour qui ? Pourquoi ? Comment ?
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La connaissance des réactions nucléaires est indispensable pour appréhender, par des modélisations physico-mathématiques appropriées, la physique d’un réacteur nucléaire ainsi que l’ensemble des phénomènes nucléaires associés au cycle du combustible. Les réactions nucléaires jouent également un rôle crucial dans la détermination des termes sources dont la connaissance est requise pour les études de radioprotection. On décrit en premier lieu les caractéristiques générales des réactions nucléaires induites par des neutrons dans le domaine d’énergie 0-20 MeV : phénoménologie, énergétique, sections efficaces. Une deuxième partie traite de réactions nucléaires particulières,. Enfin, un bref aperçu est donné sur les réactions de fusion thermonucléaire et les réactions de spallation.
Cet article présente les types de missions spatiales pour lesquels les générateurs électronucléaires spatiaux à fission (GENSF) présentent des avantages avérés ou potentiels par rapport aux technologies alternatives. Il expose les spécifications propres au spatial auxquelles les GENSF doivent répondre. Il passe en revue les principaux programmes de développement passés et en cours, les caractéristiques des GENSF objets de ces développements, les résultats obtenus, et les leçons qui peuvent en être tirées. Il présente ensuite les mérites et limites des différentes options de conception et technologiques envisageables pour les principaux sous-systèmes constituant un GENSF. La maîtrise de la sûreté de ces GENSF durant les phases de lancement et d’exploitation dans l’espace est abordée.
Cet article introduit d’abord le lecteur aux deux types de systèmes de propulsion nucléaire spatiale objets des développements en cours : thermique et électrique, en présentant leur principe, les gains de performances qu’ils permettent par rapport aux technologies actuellement utilisés, et les applications/missions spatiales pour lesquelles ils peuvent présenter des avantages déterminants. La seconde partie de l’article se concentre sur les problématiques de conception et de développement et qualification des moteurs de propulsion nucléaire thermique et sur les défis technologiques et programmatiques à relever.
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