19 - L'ÉNERGIE DE FISSION
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réacteur à sels fondus (RSF), dans sa version surrégénératrice (MSBR pour Molten
Salt Breeder Reactor), a été étudié à Oak Ridge National Laboratory [6] dans les
années 1970. Le combustible, sous forme liquide (fluorures fondus) sert aussi de
caloporteur, il peut être retraité et rechargé en ligne par des procédés pyrochimiques.
Le cœur du réacteur est constitué d’un bloc de graphite percé de canaux dans
lesquels circule un mélange de sels fondus à haute température (600-700°C). Ce
mélange est constitué de fluorures d’éléments légers, transparents aux neutrons
(lithium et béryllium) et de fluorure de noyaux lourds (thorium fertile et
233 U fissile).
Le sel est retraité en continu afin de retirer les produits de fission les plus neutrophages, ainsi que le
233 Pa, point de passage obligatoire pour la formation par décroissance bêta de
233
U. La quantité d’uranium consommée pour la production d’énergie
est compensée par une recharge en ligne de la quantité désirée. La figure 19.6
présente un schéma de principe d’un RSF [7].
700°C
550°C
pompe
sels fondus
graphite
turbine à
cycle combiné
He
échangeur SEL/SEL
échangeur SEL/He
unité de
retraitement
en ligne
19.6 - Schéma de principe d’un réacteur à sels fondus
Des études récentes, menées par simulation numérique, montrent que l’on peut
atteindre un rapport entre uranium produit et uranium consommé de 1,05, ce qui
donne une idée précise des possibilités de surrégénération.
Un avantage considérable de ce choix de réacteur est apporté par le caractère thermique du spectre neutronique : en passant d’un spectre rapide à un spectre thermique, la section efficace de fission de l’
233
U fissile augmente beaucoup plus rapidement que la section efficace de capture sur le noyau fertile
232 Th. En conséquence,
l’inventaire en matière fissile du réacteur thermique est de seulement 1,2 tonnes
par gigawatt électrique, soit dix fois moins qu’en réacteur rapide.
D’autre part, le recyclage en boucle fermée, dans le réacteur, des actinides produits
réduit considérablement la quantité d’émetteurs alpha rejetés aux déchets.
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réacteur à sels fondus (RSF), dans sa version surrégénératrice (MSBR pour Molten
Salt Breeder Reactor), a été étudié à Oak Ridge National Laboratory [6] dans les
années 1970. Le combustible, sous forme liquide (fluorures fondus) sert aussi de
caloporteur, il peut être retraité et rechargé en ligne par des procédés pyrochimiques.
Le cœur du réacteur est constitué d’un bloc de graphite percé de canaux dans
lesquels circule un mélange de sels fondus à haute température (600-700°C). Ce
mélange est constitué de fluorures d’éléments légers, transparents aux neutrons
(lithium et béryllium) et de fluorure de noyaux lourds (thorium fertile et
233 U fissile).
Le sel est retraité en continu afin de retirer les produits de fission les plus neutrophages, ainsi que le
233 Pa, point de passage obligatoire pour la formation par décroissance bêta de
233
U. La quantité d’uranium consommée pour la production d’énergie
est compensée par une recharge en ligne de la quantité désirée. La figure 19.6
présente un schéma de principe d’un RSF [7].
700°C
550°C
pompe
sels fondus
graphite
turbine à
cycle combiné
He
échangeur SEL/SEL
échangeur SEL/He
unité de
retraitement
en ligne
19.6 - Schéma de principe d’un réacteur à sels fondus
Des études récentes, menées par simulation numérique, montrent que l’on peut
atteindre un rapport entre uranium produit et uranium consommé de 1,05, ce qui
donne une idée précise des possibilités de surrégénération.
Un avantage considérable de ce choix de réacteur est apporté par le caractère thermique du spectre neutronique : en passant d’un spectre rapide à un spectre thermique, la section efficace de fission de l’
233
U fissile augmente beaucoup plus rapidement que la section efficace de capture sur le noyau fertile
232 Th. En conséquence,
l’inventaire en matière fissile du réacteur thermique est de seulement 1,2 tonnes
par gigawatt électrique, soit dix fois moins qu’en réacteur rapide.
D’autre part, le recyclage en boucle fermée, dans le réacteur, des actinides produits
réduit considérablement la quantité d’émetteurs alpha rejetés aux déchets.