De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

12 kg/TWhe pour le neptunium (à une teneur de 20 %. Le recyclage du curium seul n’a pas
été évalué, car de par ses propriétés physiques (émetteur de neutrons et de particules alpha à
haute énergie) et de sa faible proportion par rapport aux autres actinides mineurs, son
recyclage ne se conçoit qu’associé à un autre actinide mineur (en l’occurrence l’américium).
Pour les cibles positionnées en couverture, les performances de transmutation ont été
calculées pour des teneurs d’actinides mineurs comprises entre 40 et 80 % en volume
Dans tous les cas, les consommations sont largement supérieures à la production propre des
réacteurs à neutrons rapides et dépassent légèrement les performances obtenues avec le
multirecyclage en mode homogène.
11.4.3 Capacités de transmutation en mode hétérogène et monorecyclage
Pour atteindre des performances de transmutation suffisantes en un seul passage en réacteur, il
faut soit laisser les cibles en cœur durant des temps très longs, souvent incompatibles avec les
durées de vie des assemblages, soit modifier localement le spectre des neutrons pour
augmenter le taux de transmutation afin d’accélérer le processus. Cette dernière option a été
prise en compte dans la définition de cibles modérées en réacteur à neutrons rapides (dont les
démonstrateurs sont les expériences Ecrix dans le réacteur Phénix). Cette approche permet, en
modérant localement le spectre d’énergie des neutrons, d’augmenter les sections efficaces,
tout en profitant du haut niveau de flux des RNR.
Pour le réacteur EFR, un assemblage particulier (figure ci-dessous) a été calculé, constitué de
cibles d’oxydes d’actinides (Am + Cm)O 2 sur une matrice inerte et d’aiguilles modératrices
formées de pastilles d’hydrure d’yttrium (assemblage-cible).
Figure 14 : section d’un assemblage cible pour la gestion en monorecyclage de l’américium et du
curium dans EFR (en bleu, les aiguilles de modérateur, en rouge, les aiguilles cibles).
Chaque assemblage-cible contient environ 9 kg d’actinides mineurs (Am + Cm) ; la capacité
de transmutation d’un tel cœur chargé de ces assemblages-cibles est de l’ordre de 7,4
kg/TWhe. L’introduction des assemblages-cibles ne remet pas en cause les critères globaux de
sûreté du cœur des réacteurs EFR. Un tel assemblage modéré permet d’atteindre des taux de
fission de l’ordre de 90 % (il ne reste donc après neuf ans d’irradiation de l’assemblage en
cœur que 10 % de la masse initiale des noyaux lourds). Par rapport aux cas de multirecyclage,
l’avantage très clair de cette solution est de minimiser les flux d’actinides mineurs dans le
cycle nucléaire.
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