De la fission aux nouvelles filiÃ¨res - Cenbg - IN2P3

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10.6 Expérience PROFIL ........................................................................................................ 287 11 Faisabilité technique de la transmutation................................................................ 289 11.1 Modes de transmutation.................................................................................................. 289 11.2 Incidence de la gestion du plutonium............................................................................. 290 11.3 Transmutation des actinides mineurs en réacteurs à eau sous pression..................... 291 11.4 Transmutation des actinides mineurs en réacteurs à neutrons rapides...................... 293 11.4.1 Capacités de transmutation en mode homogène et multirecyclage ........................................ 293 11.4.2 Capacités de transmutation en mode hétérogène et multirecyclage ....................................... 294 11.4.3 Capacités de transmutation en mode hétérogène et monorecyclage....................................... 295 11.5 Les scénarios étudiés et les conclusions associées.......................................................... 296 11.5.1 Scénario RNR en mode hétérogène en un seul passage ......................................................... 296 11.5.2 Scénario REP en mode homogène et multirecyclage ............................................................. 296 11.5.3 Scénario RNR en mode homogène et multirecyclage ............................................................ 297 11.5.4 Scénario REP en mode homogène et recyclage de l’Américium seul.................................... 297 11.5.5 Scénario RNR Génération IV en mode homogène et recyclage des actinides mineurs des REP 298 11.5.6 Scénario ADS en double strate recyclant les actinides mineurs des REP............................... 299 Remerciements....................................................................................................................... 299 252
Le principe de la transmutation consiste à éliminer les radionucléides à vie longue, en transformant leurs noyaux en noyaux non radioactifs ou à vie plus courte. Cette transformation est réalisable en bombardant les matières à transmuter par des particules élémentaires comme les photons, les protons ou les neutrons. L’utilisation de photons n’est pas retenue compte tenu du rendement très faible de l’interaction photon-noyau. La transmutation par interaction directe de protons est handicapée par le fait qu’elle nécessite des protons de haute énergie pour vaincre la force de répulsion (entre deux charges électriques du même signe) qui s’oppose à leur rapprochement du noyau. Neutre électriquement, le neutron possède des propriétés plus favorables pour la transmutation. Il est d’autre part présent et disponible en grande quantité dans les réacteurs nucléaires ; il est à ce titre remarquable de constater que la meilleure voie de recyclage des radionucléides est de les réinjecter dans une installation du même type que celle qui les a créés. La possibilité de cette transmutation nucléaire à l’aide de neutrons était acquise dès avant la loi de 1991. Les études ont été conduites dans le but de déterminer les domaines d’énergie des neutrons les plus appropriés pour la transmutation des actinides mineurs (américium, curium et neptunium) et des produits de fission (iode, césium, technétium) et d’évaluer de façon approfondie les possibilités d’un recyclage en réacteur nucléaire de ces éléments. Sur la base de l’analyse des sections efficaces, les performances de transmutation des déchets à vie longue en fonction du spectre neutronique, indépendamment du type de système transmuteur, sont évaluées. Pour évaluer par simulation les capacités de transmutation des réacteurs nucléaires, sont utilisés des logiciels de calcul reproduisant les phénomènes physiques se déroulant dans le cœur. Ces logiciels de calcul neutronique font appel à trois grands sous-ensembles dont la qualité conditionne le niveau d’incertitude à affecter aux résultats des calculs : • des « bibliothèques de données », constituées à partir de grands fichiers internationaux de données nucléaires incluant les sections efficaces, • des programmes ou codes de calcul intégrant divers modèles physiques et numériques, • des expériences de qualification. A partir des outils de calcul existants, développés et qualifiés pour les applications aux réacteurs classiques, des développements et extensions ont été réalisés sur chacun de ces sousensembles pour couvrir les spécificités des réacteurs transmuteurs de déchets. Les nombreuses mesures nucléaires intéressant la transmutation réalisées au cours de ces dernières années, la plupart dans le cadre de collaborations impliquant le CEA, le CNRS, des universitaires, ou dans le cadre de projets internationaux, sont présentées. Enfin, les différents programmes de qualification réalisés, de l’approche analytique jusqu’au niveau global, sont précisés. 253
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Un exemple de données nucléaires
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Γ b . Malheureusement, comme il n
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Signalons cependant que des études
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Le choix entre les approches phéno
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avec a le paramètre dit « de dens
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Lorsque les données nucléaires é
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Nous nous sommes placés dans un ca
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Résultats de calculs de benchmarks
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Mesure de sections efficaces d’in
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3.3.4. Le design du cœur sous-crit
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PORQUET Marie-Geneviève CSNSM - B
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