“reuss” — 2007/1/9 — 17:32 — page 150 — #164
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L’épopée de l’énergie nucléaire
alors impliqués autour du concept de réacteur sous-critique piloté par accélérateur et des
réactions de spallation.
La physique impliquée dans ce concept fait appel à de nouvelles compétences. Tout
d’abord il faut utiliser un accélérateur de particules (protons) de haute intensité, domaine
« réservé » des physiciens fondamentaux (IN2P3 et CEA/DSM) et très peu connu des physiciens des réacteurs. Les protons devront être accélérés à des énergies de 1 GeV environ,
donc 100 fois plus que les neutrons les plus énergétiques des réacteurs. Ce ne sont plus
les mêmes modèles physiques qui s’appliquent, et de nombreux besoins en nouvelles
données nucléaires sont apparus. Les compétences des physiciens fondamentaux ont pu
s’exprimer rapidement, et de grandes avancées ont été faites dans la compréhension des
mécanismes de la spallation.
Cette implication reconnue de tous a permis ensuite de développer une thématique
plus appliquée à l’énergie et à la transmutation en développant une activité spécifique
sur la physique des réacteurs, sujet alors quasiment inconnu des physiciens fondamentaux. Il a fallu apprendre et développer ses propres méthodes de simulation. Là encore
les compétences en physique expérimentale et en électronique d’acquisition de la physique nucléaire académique a permis d’entrer dans cette problématique, d’abord avec
l’expérience FEAT (First Energy Amplifier Test) au CERN, puis avec les expériences MUSE
(Multiplication Source Externe) auprès du réacteur maquette MASURCA à Cadarache. Il
est intéressant de noter, en relation avec la discussion de Paul Reuss sur les méthodes de
calculs, que les performances accrues de ordinateurs nous ont permis d’appréhender rapidement la simulation des réacteurs grâce aux méthodes Monte-Carlo. Pour beaucoup
d’entre nous, les codes déterministes développés au CEA n’étaient pas librement distribués. De plus, la méthode Monte-Carlo permet de s’affranchir d’une grande partie de la
théorie de la neutronique, et de pouvoir mettre la main à la pâte en une période relativement courte d’apprentissage. La validité des résultats des codes Monte-Carlo ne dépend
finalement que de la qualité des données nucléaires utilisées et de quelques notions relativement simples à acquérir, propres à toutes les méthodes stochastiques, largement utilisées
dans la physique fondamentale. Cette méthode est donc très bien adaptée à l’étude de réacteurs innovants, pour lesquels il existe peu de données expérimentales, indispensables
pour ajuster les codes déterministes. Il est ainsi vite apparu que nous n’aurions pas pu
entreprendre nos propres simulations aussi rapidement sans la simplicité d’utilisation et la
disponibilité de ces codes Monte-Carlo.
Il faut donc reconnaître aujourd’hui que le projet initial proposé par Rubbia, même s’il
« agaçait » les ingénieurs nucléaires, a eu le considérable mérite d’avoir soulevé des problèmes importants (sûreté des réacteurs, transmutation des déchets, . . .) et d’avoir permis
de créer une communauté nouvelle autour de cette problématique. Les différents « morceaux » du concept d’« amplificateur d’énergie » existent toujours aujourd’hui, sous des
formes différentes :
– les systèmes hybrides voient leur rôle dédié à l’incinération des actinides mineurs,
en stratégie dite de double strate, en complément d’une filière de réacteurs électrogènes ;
– le cycle thorium est étudié dans divers types de réacteurs (essentiellement critiques),
notamment les réacteurs à sels fondus, qui permettent d’atteindre la régénération en
spectre thermique, et de limiter ainsi les inventaires de matière fissile et les rejets
d’actinides mineurs.
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L’épopée de l’énergie nucléaire
alors impliqués autour du concept de réacteur sous-critique piloté par accélérateur et des
réactions de spallation.
La physique impliquée dans ce concept fait appel à de nouvelles compétences. Tout
d’abord il faut utiliser un accélérateur de particules (protons) de haute intensité, domaine
« réservé » des physiciens fondamentaux (IN2P3 et CEA/DSM) et très peu connu des physiciens des réacteurs. Les protons devront être accélérés à des énergies de 1 GeV environ,
donc 100 fois plus que les neutrons les plus énergétiques des réacteurs. Ce ne sont plus
les mêmes modèles physiques qui s’appliquent, et de nombreux besoins en nouvelles
données nucléaires sont apparus. Les compétences des physiciens fondamentaux ont pu
s’exprimer rapidement, et de grandes avancées ont été faites dans la compréhension des
mécanismes de la spallation.
Cette implication reconnue de tous a permis ensuite de développer une thématique
plus appliquée à l’énergie et à la transmutation en développant une activité spécifique
sur la physique des réacteurs, sujet alors quasiment inconnu des physiciens fondamentaux. Il a fallu apprendre et développer ses propres méthodes de simulation. Là encore
les compétences en physique expérimentale et en électronique d’acquisition de la physique nucléaire académique a permis d’entrer dans cette problématique, d’abord avec
l’expérience FEAT (First Energy Amplifier Test) au CERN, puis avec les expériences MUSE
(Multiplication Source Externe) auprès du réacteur maquette MASURCA à Cadarache. Il
est intéressant de noter, en relation avec la discussion de Paul Reuss sur les méthodes de
calculs, que les performances accrues de ordinateurs nous ont permis d’appréhender rapidement la simulation des réacteurs grâce aux méthodes Monte-Carlo. Pour beaucoup
d’entre nous, les codes déterministes développés au CEA n’étaient pas librement distribués. De plus, la méthode Monte-Carlo permet de s’affranchir d’une grande partie de la
théorie de la neutronique, et de pouvoir mettre la main à la pâte en une période relativement courte d’apprentissage. La validité des résultats des codes Monte-Carlo ne dépend
finalement que de la qualité des données nucléaires utilisées et de quelques notions relativement simples à acquérir, propres à toutes les méthodes stochastiques, largement utilisées
dans la physique fondamentale. Cette méthode est donc très bien adaptée à l’étude de réacteurs innovants, pour lesquels il existe peu de données expérimentales, indispensables
pour ajuster les codes déterministes. Il est ainsi vite apparu que nous n’aurions pas pu
entreprendre nos propres simulations aussi rapidement sans la simplicité d’utilisation et la
disponibilité de ces codes Monte-Carlo.
Il faut donc reconnaître aujourd’hui que le projet initial proposé par Rubbia, même s’il
« agaçait » les ingénieurs nucléaires, a eu le considérable mérite d’avoir soulevé des problèmes importants (sûreté des réacteurs, transmutation des déchets, . . .) et d’avoir permis
de créer une communauté nouvelle autour de cette problématique. Les différents « morceaux » du concept d’« amplificateur d’énergie » existent toujours aujourd’hui, sous des
formes différentes :
– les systèmes hybrides voient leur rôle dédié à l’incinération des actinides mineurs,
en stratégie dite de double strate, en complément d’une filière de réacteurs électrogènes ;
– le cycle thorium est étudié dans divers types de réacteurs (essentiellement critiques),
notamment les réacteurs à sels fondus, qui permettent d’atteindre la régénération en
spectre thermique, et de limiter ainsi les inventaires de matière fissile et les rejets
d’actinides mineurs.