“reuss” — 2007/1/9 — 17:32 — page 113 — #127
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4 - Perspectives de l’énergie nucléaire
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le cœur pour diminuer le taux de conversion en plutonium (on ne peut pas complètement supprimer l’uranium 238, sinon on perd l’« effet Doppler » qui stabilise la réaction
en chaîne et évite la divergence intempestive en cas d’incident). Le projet CAPRA fut fortement ralenti après l’abandon de Superphénix et des programmes d’études associés sur
les réacteurs à neutrons rapides... Quelques irradiations se poursuivent sur Phénix avec le
combustible CAPRIX.
C’est pour cette raison que les techniciens revinrent vers les réacteurs à eau pour tenter
d’accroître, dans ces filières également, la consommation du plutonium.
La première action est de revoir la conception des cœurs pour permettre un chargement complet et non partiel en combustible MOX : l’EPR, par exemple, pourrait ainsi être
complètement chargé en combustible à plutonium. Mais comme nous l’avons dit, cela ne
résout pas le problème de l’accroissement du stock, tant que le combustible MOX n’est
pas retraité et le plutonium à nouveau recyclé.
C’est la raison pour laquelle des voies de multirecyclage (jusqu’au recyclage illimité)
ont été étudiées pour les réacteurs à eau : la clef tient dans les modes de recyclage
qui évitent l’accumulation trop importante de l’isotope 242 du plutonium qui s’avère un
poison neutronique obligeant à accroître les teneurs, ce qui, finalement, compromet les
coefficients de température...
Les études de neutronique ont montré que des voies de multirecyclage dans les réacteurs à eau existent. Par exemple, le concept « MIX » qui consiste non pas à concentrer le
plutonium dans des éléments de combustible spécialisés, mais à le disperser dans tous les
éléments avec de l’uranium enrichi légèrement moins que s’il était seul. Autre exemple,
le concept « APA », lui, au contraire, hétérogène : les assemblages de combustible sont
formés avec des crayons standards pour l’uranium enrichi et des combustibles spécifiques
pour le plutonium, de gros tubes constitués d’une céramique incluant l’oxyde de plutonium et conçus de façon à améliorer la consommation du plutonium. Comme dit l’adage :
« on n’a rien sans rien » ; il est clair que ces voies conduiraient à un notable surcoût : dans
le premier exemple, il faudrait disperser le plutonium dans tous les assemblages, qui seraient tous, et non une partie d’entre eux, plus coûteux à fabriquer ; dans le deuxième
exemple, on aurait des tubes très délicats et très chers à fabriquer (sous réserve que cela
s’avère techniquement possible).
Ajoutons que le recyclage systématique du plutonium peut régler le problème de son
accumulation indéfinie et de la radiotoxicité associée mais conduit inévitablement (plus
ou moins selon les voies) à un accroissement des quantités d’actinides mineurs (neptunium, américium, curium...) fortement radiotoxiques. Il laisse donc subsister le problème
de la gestion à long terme des déchets nucléaires.
Nous verrons que, dans la démarche de recherche sur les réacteurs de quatrième génération, on revient aujourd’hui vers l’idée du plutonium (et de l’uranium 233) comme
matières énergétiques. En effet, seule la conversion des matières fertiles naturelles — uranium 238 et thorium 232 —, beaucoup plus abondantes que la seule matière fissile que
nous a fourni la nature — l’uranium 235 —, permettra d’assurer l’utilisation sur le long
terme de l’énergie de fission.
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4 - Perspectives de l’énergie nucléaire
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le cœur pour diminuer le taux de conversion en plutonium (on ne peut pas complètement supprimer l’uranium 238, sinon on perd l’« effet Doppler » qui stabilise la réaction
en chaîne et évite la divergence intempestive en cas d’incident). Le projet CAPRA fut fortement ralenti après l’abandon de Superphénix et des programmes d’études associés sur
les réacteurs à neutrons rapides... Quelques irradiations se poursuivent sur Phénix avec le
combustible CAPRIX.
C’est pour cette raison que les techniciens revinrent vers les réacteurs à eau pour tenter
d’accroître, dans ces filières également, la consommation du plutonium.
La première action est de revoir la conception des cœurs pour permettre un chargement complet et non partiel en combustible MOX : l’EPR, par exemple, pourrait ainsi être
complètement chargé en combustible à plutonium. Mais comme nous l’avons dit, cela ne
résout pas le problème de l’accroissement du stock, tant que le combustible MOX n’est
pas retraité et le plutonium à nouveau recyclé.
C’est la raison pour laquelle des voies de multirecyclage (jusqu’au recyclage illimité)
ont été étudiées pour les réacteurs à eau : la clef tient dans les modes de recyclage
qui évitent l’accumulation trop importante de l’isotope 242 du plutonium qui s’avère un
poison neutronique obligeant à accroître les teneurs, ce qui, finalement, compromet les
coefficients de température...
Les études de neutronique ont montré que des voies de multirecyclage dans les réacteurs à eau existent. Par exemple, le concept « MIX » qui consiste non pas à concentrer le
plutonium dans des éléments de combustible spécialisés, mais à le disperser dans tous les
éléments avec de l’uranium enrichi légèrement moins que s’il était seul. Autre exemple,
le concept « APA », lui, au contraire, hétérogène : les assemblages de combustible sont
formés avec des crayons standards pour l’uranium enrichi et des combustibles spécifiques
pour le plutonium, de gros tubes constitués d’une céramique incluant l’oxyde de plutonium et conçus de façon à améliorer la consommation du plutonium. Comme dit l’adage :
« on n’a rien sans rien » ; il est clair que ces voies conduiraient à un notable surcoût : dans
le premier exemple, il faudrait disperser le plutonium dans tous les assemblages, qui seraient tous, et non une partie d’entre eux, plus coûteux à fabriquer ; dans le deuxième
exemple, on aurait des tubes très délicats et très chers à fabriquer (sous réserve que cela
s’avère techniquement possible).
Ajoutons que le recyclage systématique du plutonium peut régler le problème de son
accumulation indéfinie et de la radiotoxicité associée mais conduit inévitablement (plus
ou moins selon les voies) à un accroissement des quantités d’actinides mineurs (neptunium, américium, curium...) fortement radiotoxiques. Il laisse donc subsister le problème
de la gestion à long terme des déchets nucléaires.
Nous verrons que, dans la démarche de recherche sur les réacteurs de quatrième génération, on revient aujourd’hui vers l’idée du plutonium (et de l’uranium 233) comme
matières énergétiques. En effet, seule la conversion des matières fertiles naturelles — uranium 238 et thorium 232 —, beaucoup plus abondantes que la seule matière fissile que
nous a fourni la nature — l’uranium 235 —, permettra d’assurer l’utilisation sur le long
terme de l’énergie de fission.