De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

Pour chaque actinide mineur considéré individuellement, les capacités de transmutation dans
le cas d’un multirecyclage en mode homogène ont été évaluées en considérant une teneur
massique limite maximale de 2,5 %. Le tableau suivant récapitule les performances du
réacteur EFR et, à titre d’illustration, indique pour chaque actinide mineur la consommation
potentielle qu’elle compare au nombre n de REP produisant cette quantité.
Ce tableau montre comment, dans le cas où on chercherait à absorber un stock résiduel
d’actinides mineurs provenant de réacteurs REP, on a tout intérêt à éviter tout recyclage du
plutonium (pour l’américium, un EFR ne permet “d’absorber” que la production venant de 0,5
REP MOX-UE alors qu’il “accommode” la production de 6 REP UOX).
Le réacteur EFR génère 3,8 kg d’actinides mineurs par TWhe. En cas de recyclage en mode
homogène des actinides mineurs dans le cœur, la consommation parvient à équilibrer la
production avec une teneur massique de 1,3 % d’actinides mineurs dans le combustible (bien
inférieure à la teneur massique limite de 2,5 % déterminée plus haut). Du fait d’une répartition
homogène dans le combustible, leur présence n’a pas d’impact sur les distributions de
puissance dans le cœur. La teneur massique en plutonium doit cependant être augmentée de
19,9 à 21,1 %, à cause de la présence des actinides mineurs moins fissiles que le plutonium.
Ceci montre qu’un réacteur à neutrons rapides est tout à fait apte à recycler ses propres
déchets en mode homogène sans perturbation notoire.
Cependant, on peut vouloir minimiser le nombre d’assemblages chargés d’actinides mineurs
en cœur, des études ont donc été menées pour évaluer les capacités maximales de
transmutation en mode hétérogène.
Tableau 14 : performances de transmutation d’un EFR en recyclage homogène.
11.4.2 Capacités de transmutation en mode hétérogène et multirecyclage
Dans un réacteur à neutrons rapides, un flux important de neutrons s’échappe du cœur et peut
être utilisé pour :
• créer du plutonium en plaçant de l’uranium appauvri dans les zones périphériques
appelées couvertures (c’est la surgénération) ;
• consommer des actinides mineurs en positionnant des cibles dans les zones
périphériques du cœur ou en couverture, l’avantage de cette disposition étant de très
peu modifier les coefficients de sûreté.
Le dessin des cibles pour la transmutation des actinides mineurs est similaire à celui des
couvertures utilisées pour l’uranium appauvri. Ces cibles peuvent être sur matrice inerte ou
sur support uranium.
Leur comportement en cours d’irradiation est également assez proche de celui d’une
couverture en uranium appauvri. L’augmentation de la puissance libérée en cours
d’irradiation, liée à l’apparition d’isotopes fissiles, est toutefois plus rapide en présence
d’actinides mineurs, ce qui limite leur teneur admissible dans les aiguilles, la puissance
produite dans les zones périphériques devant rester faible devant celle du cœur. Une teneur de
l’ordre de 20 à 40 % en volume dans les cibles satisfait à ce critère. Les taux de transmutation
massique sont d’environ de 14 kg/TWhe pour l’américium (à une teneur de 40 %),
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