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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Quatrième partie. L'énergie nucléaire

10. De nouveaux réacteurs pour l’incinération des déchets nucléaires

Annick Billebaud et Sylvain David

Texte intégral

1Depuis le début des années 1990, le concept de réacteur nucléaire sous-critique piloté par accélérateur (ADS) a refait surface. Il s’agit de réacteurs au sein desquels la réaction en chaîne n’est pas auto-entretenue : ils nécessitent donc pour fonctionner d’être couplés à une source externe de neutrons qui peut être fournie par un accélérateur de particules. Lorsque ces systèmes sont conçus pour avoir un spectre de neutrons rapides, ils favorisent la transmutation de certains déchets nucléaires radioactifs à vie longue produits dans nos centrales, comme les noyaux lourds d’actinides mineurs, en les faisant fissionner. L’intérêt majeur de tels systèmes réside dans le fait de pouvoir accepter une grande proportion de ces noyaux lourds indésirables comme combustible* (jusqu’à environ 50 %), sans que cela n’ait des répercussions sur la maîtrise de la puissance du réacteur, qui reste contrôlée par l’accélérateur. Nécessitant une technologie relativement complexe du fait du couplage d’un accélérateur de particules avec un réacteur nucléaire, ces nouveaux systèmes sont peu envisagés pour une production d’électricité à grande échelle, mais sont par contre bien adaptés à une stratégie de transmutation en double strate. La première strate électrogène peut être composée de RNR (réacteur à neutrons rapides) ou de REP (réacteur à eau pressurisée), dans les deux cas avec multirecyclage du plutonium (c’est-àdire réutilisation comme combustible du plutonium produit), les actinides mineurs séparés seraient envoyés dans la strate incinératrice composée d’ADS. En partant du principe que la strate incinératrice est uniquement alimentée par les actinides mineurs produits par la strate électrogène, une fois à l’équilibre, la puissance de la strate dédiée est directement reliée au flux annuel d’actinides mineurs à transmuter.

2L’installation GUINEVERE (figure) est dédiée à l’étude du comportement neutronique d’un ADS et plus particulièrement aux méthodes permettant de réaliser le suivi en fonctionnement de la sous-criticité du cœur. Cette maquette couple un réacteur VENUS (en Belgique), dont le cœur sous-critique figure celui d’un ADS «  rapide », à une source de neutrons de 14 MeV générés par les réactions entre une cible de tritium située au centre du réacteur et les deutons fournis par l’accélérateur GENEPI-3C. Ces travaux permettent de préparer la réalisation du réacteur MYRRHA, projet porté par la Belgique, qui verra la construction d’un ADS d’une puissance de l’ordre de 100 MW th à l’horizon 2023. Destiné à valider le concept à une échelle intermédiaire, ce projet permettra de disposer des éléments-clés pour déterminer la faisabilité de ces systèmes dans l’optique d’une transmutation des déchets à une échelle industrielle.

Fig. 1 – Installation GUINEVERE. Source CEA

Bibliographie

Références bibliographiques

• A. BILLEBAUD et H. NIFENECKER – Les réacteurs hybrides, Techniques de l’ingénieur, 2005.

• G. GRANGET, F. MELLIER, F. VARAINE, A. BILLEBAUD et A. MUELLER – Des réacteurs sous-critiques pilotés par accélérateur dédiés à la transmutation des déchets ?, Clefs CEA, n° 53, 2005-2006.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Installation GUINEVERE. Source CEA
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10999/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 372k

Auteurs

Physicienne, Directrice de Recherche au CNRS, Responsable du Groupe Physique des Réacteurs au LPSC, Grenoble.
billebaud@lpsc.in2p3.fr

© CNRS Éditions, 2013

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