Les Réacteurs Rapides : Le Nucléaire du Futur.

Format:

Book

Author/Creator:

Guidez, Joël.

Series:

Hors Collection

Language:

French

Physical Description:

1 online resource (238 pages)

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Les Ulis : EDP Sciences, 2024.

Summary:

Notre monde surchauffe et nous savons pourquoi, depuis plus de 30 ans. Le remplacement des énergies fossiles est indispensable et se fera par l’électricité. Les énergies renouvelables, à cause de leur caractère aléatoire, ne peuvent assurer seules une production adaptée à la demande. Le nucléaire est alors indispensable pour assurer cette réponse en temps réel, même de nuit et par jours sans vent. Les besoins sont énormes et le nucléaire actuel, à base de réacteurs à eau, ne pourra y répondre en totalité. Seuls les réacteurs à neutrons rapides, en complément des réacteurs à eau, pourront produire, à partir des déchets issus de ces réacteurs, notre énergie de manière quasi illimitée et sans besoin de mines d’uranium. Ils permettront aussi de réduire le volume et la nocivité de ces mêmes déchets. Ces réacteurs ne sont pas un rêve, ils en existent et ils fonctionnent. Il devient urgent de les construire pour assurer notre futur.Préface de Yves Bréchet

Contents:

Couverture

Copyright

Page de titre

Sommaire

Préface

Avant-propos

Remerciements

Chapitre 1. Quelle énergie pour l'Homo sapiens sur sa planète ?

Un peu d'histoire

Le réchauffement climatique

Fonte des glaciers et des pôles

Montée des eaux

Événements climatiques exceptionnels

Acidification de l'Océan

Désertification et bouleversement climatique

Quels besoins énergétiques pour le futur ?

Le retour de la fée électricité ?

De l'énergie électrique sans production de CO2 ?

Un monde alimenté par les seules énergies renouvelables ?

Et le bois ?

De nouvelles recherches pour le futur ?

Et le nucléaire ?

Le nouveau nucléaire ?

Conclusion

Chapitre 2. Nos déchets nucléaires vont-ils passer à la poubelle ou fournir notre énergie pour des milliers d'années ?

Rappel sur les fissiles et fertiles

Rappel sur le principe des réacteurs rapides

Cycle du combustible des réacteurs à eau fonctionnant sans retraitement du combustible usé (cycle ouvert)

Fonctionnement des réacteurs à eau avec retraitement du combustible usé (cycle avec monorecyclage du plutonium)

Multirecyclage en REP

Le chaînon manquant du nucléaire français (ou la simplification du cycle REP)

Rappel sur le cycle du combustible des réacteurs rapides

Bilan des avantages apportés par les réacteurs rapides

Coût d'approvisionnement et indépendance énergétique

Des réacteurs qui n'ont plus besoin d'exploitation minière et d'enrichissement de combustible

Une énergie presque illimitée

Une énergie dont les rejets chimiques sont nuls lors du fonctionnement des réacteurs

Un fonctionnement qui minimise la dosimétrie du personnel

Une énergie qui réduit la quantité finale de déchetsradioactifs

Une énergie qui peut réduire drastiquement la durée de dangerosité des déchets nucléaires ultimes.

Une empreinte faible sur l'environnement

Chapitre 3. Les réacteurs rapides existent, je les ai rencontrés

Generation IV International Forum (GIF)

Les réacteurs à haute température (HTR)

Les réacteurs à eau supercritique (SCWR)

Les réacteurs rapides au gaz (GFR)

Les réacteurs au plomb (LFR)

Les réacteurs rapides à sodium (SFR)

Les réacteurs à sel fondu (MSR)

Chapitre 4. Analyse des raisons de l'échec d'implantation des réacteurs rapides dans le monde en 2024

Bilan en 2024 des réacteurs rapides dans le monde

Les difficultés techniques des réacteurs au plomb

Les difficultés techniques de la filière sodium

Le surcoût par rapport aux REP

La domination industrielle des REP

Des problèmes spécifiques de sûreté ?

La résistance à la prolifération

Investissements lourds

Existence d'usines de retraitement

Fabrication du combustible de réacteur rapide

Le cas de Superphénix

L'acceptation sociale

La perte de compétences

La disponibilité et le coût de l'uranium

Chapitre 5. Un point sur les rapides sodium (SFR) en Europe, en 2024

Introduction

Avantages et inconvénients du sodium

Le retour d'expérience des SFR

Un peu d'histoire : d'EFR à ESFR SMART

Retour au générateur de vapeur modulaire

Adoption d'une dalle épaisse

Suppression de la cuve de sécurité

Fixation des gros composants

Boucles secondaires

Manutention

Méthodologie générale du projet ESFR SMART

Résultats du projet ESFR SMART

ASTRID et le coeur d'ESFR SMART

Circuit primaire

Évacuation de la puissance résiduelle

Circuits secondaires

Disposition générale

Bilan final des simplifications

Bilan final des systèmes passifs

Mitigation des accidents graves

Bilan sûreté

Pré-calculs et documentation.

ESFR SIMPLE : une introduction à un SFR SMR européen

Déploiement

Chapitre 6. Les réacteurs rapides au plomb (LFR)

Historique

Les réacteurs au plomb dans le monde en 2024

Les avantages et inconvénients du plomb comme caloporteur

Comparaison générale avec le sodium

Composition isotopique

La chimie

La densité

Plage de températures

Plomb et matériaux

Le projet BREST

Le projet NEWCLEO

Caractéristiques générales du projet

Les choix technologiques de base pour le LFR-AS-200

Le LFR-AS-30

Propositions de très petits réacteurs

Chapitre 7. Point sur les réacteurs à sels fondus : RSF

Principe de fonctionnement des réacteurs à sels fondus

Les différents types de sels combustibles possibles

Choix du fissile

Choix du fertile

Choix du sel

Choix final

Retour d'expérience sur les réacteurs à sels fondus : le MSRE

Avantages potentiels des MSR rapides

Utilisation des déchets du cycle

Minimisation des déchets finaux

Sûreté

Indépendance énergétique de la France

Suivi de réseau, compatibilité avec les ENR

Coût, compétitivité économique

Challenges techniques

Chimie des sels

Séparation isotopique

Fabrication du sel combustible

Retraitement du sel combustible

Choix des matériaux

Neutronique et thermohydraulique

Gestion des gaz de fission

Les composants

L'instrumentation

Choix de design

Choix du sel intermédiaire

Mode de remplissage et de démarrage

Vidange

Barres de commande

Protection neutronique

Utilisation de couvertures radiales

Convection naturelle ou forcée du sel combustible ?

Approche de sûreté et licensing

Les projets mondiau

En Russie

En Chine

Aux États-Unis et au Canada

Les start-up françaises

NAAREA

Stellaria

Conclusion.

Conclusion. Souveraineté, durabilité, écologie et simplicité

Annexe 1 : Enseignements tirés de l'exploitation des réacteurs rapides refroidis au sodium

Réactions sodium/eau

Opérations de manutention

Fonctionnement des composants primaires (pompes et échangeurs)

Fuites et feux de sodium

Entrée d'air ou d'impuretés ou de gaz

Superphénix

PFR

BN 600

CEFR

Ruptures de gaines

Matériaux

Opérations et contrôle neutronique

Aérosols de sodium

Annexe 2 : Démonstration industrielle du cycle fermé du combustible d'un réacteur rapide refroidi au sodium

Expérience de retraitement du combustible Phénix

Données générales

Bilan du retour d'expérience sur les techniques de retraitement

Démantèlement des assemblages

Cisaillage des aiguilles

Dissolution du combustible

Clarification

Cycles d'extraction

Déchets

Conclusion sur le retraitement

Retour d'expérience sur la fabricationdu combustible

Applications pour les réacteurs du futur

Annexe 3 : Comparaison des quatre types de combustible possibles pour les réacteurs rapides à métal liquide : sodium ou plomb

Le combustible oxyde

Le combustible métallique

Le combustible carbure

Le combustible nitrure

Combustible/fabrication

Combustible/retraitement

Un choix du combustible suivant les applications et la stratégie ?

Annexe 4 : Point sur les matériaux pour un réacteur rapide au plomb

Méthode de protection par contrôle de la teneur en oxygène (pour les alliages conventionnels)

Matériaux enrichis au silicium

Protection par revêtement d'alumine (coating)

Utilisation d'un matériau enrichi à l'aluminium

Matériaux innovants (SiC)

Annexe 5 : Présentationdu projet de prototype de réacteur au plomb de NEWCLEO, le LFR-AS-30

Conditions de fonctionnement.

Conception de la cuve du réacteur et des internes

Le coeur

Ensemble générateur de vapeur (GV) et pompe de circulation

Barres de contrôle et système d'arrêt du réacteur

Coefficients de contre-réaction

L'évacuation de la puissance résiduelle

Analyse de sûreté

Annexe 6 : Le retour d'expérience des réacteurs à sels fondus : le MSRE

Historique des réacteurs à sels fondus

Présentation générale du MSRE

Choix du sel (FLiBe)

Les matériaux

Neutronique et écoulements au primaire

Pompe du sel combustible

Extraction de chaleur

Extraction des gaz de fission

Cycle du combustible

Retraitement du sel

Bilan final

Limites du retour d'expérience du MSRE

Annexe 7 : Quel sel combustible pour un réacteur rapide à sels fondus ?

Éléments fissiles et fertiles

Éléments fissiles

Disponibilité et qualité du plutonium

Éléments fertiles

L'option couverture fertile

Gammes de choix du sel

Paramètres de choix

Les deux grandes familles

Température de fonctionnement et solubilité U/Pu pour les fluorures

En conclusion sur la solubilité dans les sels fluorures

Températures de fonctionnement et de solubilité U/Pu pour les chlorures

Retraitement des chlorures et des fluorures

Adaptation aux installations nucléaires françaises existantes

Situation en 2024

Conséquences en termes de stratégie possible à court terme

Utilisation des actinides mineurs

Stratégie à long terme

Du même auteur.

Notes:

Description based on publisher supplied metadata and other sources.

ISBN:

9782759835997

2759835995

OCLC:

1451072612