LA SURETE NUCLEAIRE ABSOLUE AVEC LE THORIUM

Types de réacteurs en service dans le monde

 Nom de la page : Centrale nucléaire

 Crédit à insérer : Contenu soumis à la licence CC-BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr)
Source : Article Centrale nucléaire de Wikipédia en français (http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucl%C3%A9aire).

- Filière RBMK

Réacteurs équipant plusieurs centrales nucléaires de l'Est

- Filière REP

Réacteurs à eau pressurisée (REP) (PWR en anglais)
 Ce type de réacteurs utilise de l'oxyde d'uranium enrichi comme combustible, et est modéré et refroidi par de l'eau ordinaire sous pression. Les REP constituent l'essentiel du parc actuel : 60 % dans le monde et 80 % en Europe.
Une variante en est le réacteur à eau pressurisée de conception soviétique (WWER)

- Filière REB

Réacteur à eau bouillante (REB) (BWR en anglais)
Ce type de réacteur est assez semblable à un réacteur à eau pressurisée, à la différence importante que l'eau primaire se vaporise dans le cœur du réacteur, ceci en fonctionnement normal. Il s'en suit que la vapeur passant dans la turbine est radioactive pendant un temps court, mais en cas de fusion du coeur du réacteur elle peut devenir excessivement radioactive. Fukushima est équipé de ces réacteurs REB.

Générations de réacteurs en France

- Les réacteurs français de 1ère génération

Réacteurs construits avant 1970 et en cours de démantèlement (Creys-Malville, Brennilis, Marcoule)

- Les réacteurs français de 2ème génération REP

Après la construction de quelques réacteurs de 1ère génération, la France a adopté la filière REP (réacteur à eau sous pression). Cette filière dérive de la filière américaine PWR
Les réacteurs REP (PWR) constituent la plus grande partie des réacteurs de seconde génération. Les réacteurs russes WWER en font partie.
En 2012 la France compte 19 Centrales nucléaires de seconde génération en exploitation, l'ensemble totalisant 58 réacteurs REP correspondant à deux paliers de puissance CP1 (34 tranches de 900 MW) et N4 (20 tranches de 1300 MW et 4 tranches de1450MW). Ces réacteurs sont répartis en deux à quatre tranches dans chaque centrale.

- Le réacteur français de 3ème génération EPR

C'est le réacteur à eau sous pression européen EPR (European Pressurised water Reactor) dont un premier exemplaire sera construit sur le site de Flamanville. Ce réacteur étudié conjointement avec l'Allemagne bénéficiera de nouvelles technologies qui permettraient en particulier une maîtrise totale de la fusion accidentelle du réacteur

Le projet de réacteur de 4ème génération: le réacteur au thorium

Le réacteur au thorium dit RSF (réacteur à sels fondus) ou en anglais MSR (molten salt reactor) est un surgénérateur.
Il fournit plus de combustible qu'il n'en consomme.
Le surgénérateur Superphénix qui a été abandonné était un RNR (réacteur à neutrons rapides).

Principe de fonctionnement



(cliquer pour agrandir l'image)

La partie active du réacteur est un liquide constitué de sels fondus portés à une température supériere à 600°C. Ce liquide est un mélange de sels divers (lithium, beryllium), de fluorure d'uranium-233 (un isotope de l'uranium) et de
fluorure de thorium-232. Le combustible est donc dilué avec le liquide de refroidissement.

Au démarrage la désintégration spontanée des atomes de l'uranium-233 (fissible) projette des neutrons sur les atomes de thorium. Le thorium (fertile) se désintégre et se transforme en uranium-233 en produisant de la chaleur. Les autres neutrons émis provoquent la réaction en chaîne.
Le thorium joue donc le rôle de combustible intermédiaire.
A noter que du plutonium peut être également utilisé pour le démarrage, comme pour Superphénix, mais le résultat est une augmentation des déchets radioactifs.

Ainsi l'uranium-233 doit nécessairement être présent au démarrage pour amorcer le processus de désintégration. Les produits de fission comportent de l'uranium-233 et du plutonium qui seront séparés chimiquement. Les déchets radioactifs ne sont pas très importants.
Où se procurer l'uranium-233 qui n'existe pas dans la nature ? La solution est de produire l'uranium-233 à partir d'un REP utilisant partiellement du thorium au lieu de l'uranium. Il reste alors à établir un scénario d'exploitation simultanée des deux filières REP et RSF en question.
Mais d'autres solutions de réacteurs RSF peuvent être envisagées.

Avantages du RSF  

- Il est surgénérateur et donc apte à une multiplication des réacteurs dans la perspective d'épuisement des ressources d'uranium
- Le minerais de thorium est de plus relativement abondant dans le monde. Il en existe aussi sur la Lune et sur Mars
- Le RSF nécessite dix fois moins de matière fissile pour démarrer que les RNR
- Les actinides mineurs sont produits en quantité nettement moindre
- Les produits de fission et les actinides qui restent peuvent être retraités en continu
( par soutirage du liquide de la cuve et traitement chimique)
- Possibilité d'arrêter rapidement la réaction nucléaire en vidant la cuve
- Un seul circuit de sels fondus vers l'échangeur de chaleur
- Moins de risques de fuites (pression ambiante)
- Enceinte de sécurité réduite en volume

Inconvénients du RSF

- Encore au stade des essais
- Coût plus élevé
- Problèmes de corrosion de la cuve et des canalisations
- Déchets très radioactifs agravant les fuites éventuelles

Conclusion

À l'initiative des États-Unis et prévue pour un déploiement à partir de 2030, la 4ème génération des réacteurs nucléaires est à l'étude. Six concepts ont été retenus : quatre reposent sur la technologie des RNR, un sur celle du réacteur HTR (non régénérateur, au plutonium) et un sur celle du RSF au thorium.


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