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Roger BRISSOT
Comment, dans un tel système, démarrer la filière, sachant que
233 U n’existe pas à
l’état naturel ? Plusieurs possibilités sont envisageables :
soit démarrer avec le plutonium produit dans la filière à eau légère, en lieu et place
de l’
233 U, et assurer ainsi une transition progressive d’un couple
232
Th239 Pu au
couple final
232 Th233 U ;
soit convertir du thorium en uranium dans la couverture fertile d’un RNR gaz ;
on peut enfin réaliser l’équivalent du MOX, en remplaçant l’uranium appauvri par
du thorium, ce nouveau combustible étant alors utilisé dans les réacteurs thermiques actuels, REP ou CANDU.
Dans les trois hypothèses, le stock de plutonium accumulé dans la phase de fonctionnement des REP disparaît à moyen terme.
Les points faibles de ce scénario sont évidemment les nombreux problèmes techniques en suspens : citons notamment la corrosion des métaux par le sel chaud, et
l’extraction réductrice du protactinium et des lanthanides qui n’en est encore qu’au
stade du laboratoire. C’est l’enjeu de la recherche à venir : montrer, expériences à
l’appui, que le regroupement sur un même site d’un réacteur et du retraitement chimique du combustible n’est pas un inconvénient mais bien un avantage, en termes
de transport de combustibles irradiés.
19.8.4. LES SYSTÈMES SOUS-CRITIQUES PILOTÉS PAR ACCÉLÉRATEUR
RÉACTEURS HYBRIDES
La nécessité, dans le futur, d’éviter au maximum l’accumulation de plutonium, d’actinides mineurs et de produits de fission à vie longue va obligatoirement conduire à
l’introduction en réacteur de produits consommateurs de neutrons. Par ailleurs, la
présence au sein du combustible d’isotopes de numéro atomique élevé (Z > 92)
diminue notablement certaines marges de sûreté, par exemple celle liée à l’effet
DOPPLER, ou bien encore la proportion de neutrons retardés. Une méthode pour
contourner ces difficultés consiste à induire les transmutations dans un milieu souscritique alimenté par une source externe de neutrons, eux-mêmes produits par
l’interaction du faisceau d’un accélérateur, avec une cible massive située au centre
du réacteur.
Dans une telle approche, l’injection continue de neutrons au sein du combustible
permet d’entretenir une chaîne de multiplication sous-critique, caractérisée par un
coefficient de multiplication k < 1. Depuis 1990, plusieurs concepts de systèmes
hybrides ont été proposés, aussi bien pour détruire les déchets des filières actuelles que pour la production d’énergie.
Dans sa plus grande généralité, un tel système est formé de trois sous-ensembles :
un accélérateur de particules capable de fournir un faisceau de protons de haute
énergie (1 GeV) et de forte intensité (quelques dizaines de milliampères) ;
Roger BRISSOT
Comment, dans un tel système, démarrer la filière, sachant que
233 U n’existe pas à
l’état naturel ? Plusieurs possibilités sont envisageables :
soit démarrer avec le plutonium produit dans la filière à eau légère, en lieu et place
de l’
233 U, et assurer ainsi une transition progressive d’un couple
232
Th239 Pu au
couple final
232 Th233 U ;
soit convertir du thorium en uranium dans la couverture fertile d’un RNR gaz ;
on peut enfin réaliser l’équivalent du MOX, en remplaçant l’uranium appauvri par
du thorium, ce nouveau combustible étant alors utilisé dans les réacteurs thermiques actuels, REP ou CANDU.
Dans les trois hypothèses, le stock de plutonium accumulé dans la phase de fonctionnement des REP disparaît à moyen terme.
Les points faibles de ce scénario sont évidemment les nombreux problèmes techniques en suspens : citons notamment la corrosion des métaux par le sel chaud, et
l’extraction réductrice du protactinium et des lanthanides qui n’en est encore qu’au
stade du laboratoire. C’est l’enjeu de la recherche à venir : montrer, expériences à
l’appui, que le regroupement sur un même site d’un réacteur et du retraitement chimique du combustible n’est pas un inconvénient mais bien un avantage, en termes
de transport de combustibles irradiés.
19.8.4. LES SYSTÈMES SOUS-CRITIQUES PILOTÉS PAR ACCÉLÉRATEUR
RÉACTEURS HYBRIDES
La nécessité, dans le futur, d’éviter au maximum l’accumulation de plutonium, d’actinides mineurs et de produits de fission à vie longue va obligatoirement conduire à
l’introduction en réacteur de produits consommateurs de neutrons. Par ailleurs, la
présence au sein du combustible d’isotopes de numéro atomique élevé (Z > 92)
diminue notablement certaines marges de sûreté, par exemple celle liée à l’effet
DOPPLER, ou bien encore la proportion de neutrons retardés. Une méthode pour
contourner ces difficultés consiste à induire les transmutations dans un milieu souscritique alimenté par une source externe de neutrons, eux-mêmes produits par
l’interaction du faisceau d’un accélérateur, avec une cible massive située au centre
du réacteur.
Dans une telle approche, l’injection continue de neutrons au sein du combustible
permet d’entretenir une chaîne de multiplication sous-critique, caractérisée par un
coefficient de multiplication k < 1. Depuis 1990, plusieurs concepts de systèmes
hybrides ont été proposés, aussi bien pour détruire les déchets des filières actuelles que pour la production d’énergie.
Dans sa plus grande généralité, un tel système est formé de trois sous-ensembles :
un accélérateur de particules capable de fournir un faisceau de protons de haute
énergie (1 GeV) et de forte intensité (quelques dizaines de milliampères) ;