Mémento sur l’énergie 2014 - CEA
49
Principales caractéristiques d’un réacteur à neutrons rapides
Les réacteurs à neutrons rapides (RNR) ont été développés pour leur capacité à transformer
l’uranium 238, non fissile, qui constitue plus de 99 % de l’uranium naturel, en plutonium fissile.
Ils utilisent comme combustible du plutonium et consomment de l’ordre de 800 kg par an pour
une puissance électrique de 1 200 MWe. Un RNR peut fonctionner en mode surgénérateur,
avec des couvertures radiale et axiale à base d’uranium 238 : il produit alors plus de plutonium
(Pu) qu’il n’en consomme. Mais il peut aussi fonctionner en mode régénérateur, avec une couverture radiale en acier (production de Pu égale à la consommation) ou en mode sous-générateur, avec des couvertures radiale et axiale en acier. Dans ce cas, son bilan aboutit à une
consommation nette de plutonium (environ 200 kg pour 10 TWh produits).
Les RNR présentent en outre la caractéristique de pouvoir « brûler » les différents isotopes du
plutonium issus du traitement des combustibles des réacteurs à eau sous pression. Il est également possible de les utiliser comme incinérateurs d’autres éléments radioactifs, appelés actinides (neptunium, américium...). Les neutrons rapides permettent la « transmutation » de ces
éléments, qui sont des déchets radioactifs à vie longue, en déchets radioactifs à vie courte. Ce
potentiel incinérateur des réacteurs à neutrons rapides, déjà expérimenté à Marcoule dans
Phénix, fait l’objet de recherches de la plupart des principaux pays producteurs d’électricité d’origine nucléaire. C’est un des axes d’étude préconisés par la loi du 30 décembre 1991. Dans tous
les cas, l’énergie électrique produite reste la même.
cœur sous-générateur
acier
acier
Pu + U8
assemblage
avec neptunium
acier
cœur régénérateur
acier
U8
Pu + U8
assemblage
avec neptunium
U8
cœur surgénérateur
U8
U8
assemblage
avec neptunium
U8
U8 : uranium 238
Pu : plutonium
couvertures axiales
couverture radiale
Pu + U8
Le réacteur à neutrons rapides incinérateur d'actinides
The fast neutron reactor as an actinide incinerator
Source : « Les colonnes de Creys » n° 10
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
800 kg de Pu produits
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
1 000 kg de Pu produits
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
1 200 kg de Pu produits
U8 = uranium 238
Pu = plutonium
49
Principales caractéristiques d’un réacteur à neutrons rapides
Les réacteurs à neutrons rapides (RNR) ont été développés pour leur capacité à transformer
l’uranium 238, non fissile, qui constitue plus de 99 % de l’uranium naturel, en plutonium fissile.
Ils utilisent comme combustible du plutonium et consomment de l’ordre de 800 kg par an pour
une puissance électrique de 1 200 MWe. Un RNR peut fonctionner en mode surgénérateur,
avec des couvertures radiale et axiale à base d’uranium 238 : il produit alors plus de plutonium
(Pu) qu’il n’en consomme. Mais il peut aussi fonctionner en mode régénérateur, avec une couverture radiale en acier (production de Pu égale à la consommation) ou en mode sous-générateur, avec des couvertures radiale et axiale en acier. Dans ce cas, son bilan aboutit à une
consommation nette de plutonium (environ 200 kg pour 10 TWh produits).
Les RNR présentent en outre la caractéristique de pouvoir « brûler » les différents isotopes du
plutonium issus du traitement des combustibles des réacteurs à eau sous pression. Il est également possible de les utiliser comme incinérateurs d’autres éléments radioactifs, appelés actinides (neptunium, américium...). Les neutrons rapides permettent la « transmutation » de ces
éléments, qui sont des déchets radioactifs à vie longue, en déchets radioactifs à vie courte. Ce
potentiel incinérateur des réacteurs à neutrons rapides, déjà expérimenté à Marcoule dans
Phénix, fait l’objet de recherches de la plupart des principaux pays producteurs d’électricité d’origine nucléaire. C’est un des axes d’étude préconisés par la loi du 30 décembre 1991. Dans tous
les cas, l’énergie électrique produite reste la même.
cœur sous-générateur
acier
acier
Pu + U8
assemblage
avec neptunium
acier
cœur régénérateur
acier
U8
Pu + U8
assemblage
avec neptunium
U8
cœur surgénérateur
U8
U8
assemblage
avec neptunium
U8
U8 : uranium 238
Pu : plutonium
couvertures axiales
couverture radiale
Pu + U8
Le réacteur à neutrons rapides incinérateur d'actinides
The fast neutron reactor as an actinide incinerator
Source : « Les colonnes de Creys » n° 10
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
800 kg de Pu produits
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
1 000 kg de Pu produits
Pour 10 TWh produits,
1 000 kg de Pu brûlés
1 200 kg de Pu produits
U8 = uranium 238
Pu = plutonium