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

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évaporation de gouttelettes de LBE susceptibles de polluer le vide du tube faisceau, conséquence de l’absence de fenêtre. En particulier le paramètre à monitorer est la hauteur de cette zone. Ceci est réalisé par un LIDAR (LIght Detection And Ranging), un laser situé dans le tube faisceau qui mesure par réflexion sa distance à la surface de recirculation. Cette information est utilisée pour contrôler les pompes mécanique et magnéto-hydrodynamique réglant l’équilibre des flux entrant et sortant du nez de la cible dont dépend la surface libre. Le niveau de cette surface est particulièrement difficile à maintenir pendant les procédures de démarrage ou d’arrêt, ainsi que pendant les beam trips. C’est pourquoi une seconde surface libre est maintenue dans la boucle de spallation à environ 2.3 m au-dessus de celle de la cible. L’absence de fenêtre implique que la cible soit sous un vide compatible avec celui de l’accélérateur. L’unité de spallation est donc connectée au tube central du faisceau par une canalisation pompée jusqu’à 10 -3 mbar par un système intégré. Ce système de pompage permet également de collecter (et plus tard d’évacuer) dans des pompes à absorption les émanations radioactives volatiles polluant le vide. De plus, la température de la surface libre est ajustée via le débit du liquide de façon à minimiser l’évaporation excessive du LBE dans le tube accélérateur et préserver la qualité du vide (température maximale de 450°C). Le conditionnement du LBE est nécessaire pour afin d’inhiber la corrosion et de prévenir la formation d’agglomérats solides d’impuretés qui pourraient boucher les canaux. La stratégie pour limiter la corrosion consiste à maintenir le pourcentage massique d’oxygène dans le LBE à 10 -6 . Ceci se fait par un traitement des vapeurs d’eau et d’hydrogène. Cependant l’unité de spallation étant maintenue sous vide le traitement n’est possible que pendant les opérations de maintenance. Du fait de la nature réductrice des produits de spallation et de l’hydrogène provenant du faisceau de protons, l’action opposée d’ajout d’oxygène est incluse, ce qui conduit à une unité de conditionnement dédiée. De plus, une filtration magnétique est prévue à l’entrée de la pompe magnéto-hydrodynamique pour extraire les produits de corrosion (essentiellement des composés de Fe et de Ni) pouvant boucher le pompe. Enfin à la surface de la seconde surface libre un écrémage est envisagé pour retirer les résidus flottants. Figure 14 : Détail du « nez » de la zone cible coaxiale avec surface de recirculation, photo de la coupe transverse de la zone cible [28]. La forme particulière de cette cible et la nécessité de ne pas trop chauffer la cible dans sa zone centrale de recirculation induit le choix d’un profil de faisceau annulaire, où le courant est plus intense dans la couronne et moindre en son centre (figure 14). Enfin notons que dans ce concept de cible « sans fenêtre » il existe néanmoins une séparation entre le tube faisceau et la zone cible qui est une fenêtre d’Al froide située très en amont de la cible. 330
3.3.4. Le design du cœur sous-critique Le cœur de MYRRHA est à spectre neutronique rapide refroidi par du LBE liquide. Il est constitué d’un réseau de 99 assemblages hexagonaux contenant eux-mêmes 91 aiguilles (avec un pas de 8.55 mm). La zone combustible est constituée d’aiguilles MOX (30% de Pu) du type de celles utilisées dans les réacteurs rapides, dans 45 assemblages dont la hauteur de combustible est de 60 cm. Les trois hexagones centraux sont retirés pour laisser la place au module de spallation (figure 15). Les assemblages périphériques sont disponibles pour des irradiations et études de transmutation des actinides mineurs et produits de fission à vie longue. Le tableau 1 résume les caractéristiques du cœur de MYRRHA calculées en début de vie du réacteur. La valeur de k eff =0.95 a été choisie pour rester dans les marges de sûreté souscritiques en cas d’incident conduisant à une injection de réactivité. Les effets sur la réactivité de différentes situations incidentelles ont été calculés et sont donnés dans le tableau 2. Figure 15 : Configuration type du cœur de MYRRHA (la zone sombre représente la zone combustible, la zone centrale est libre) [28]. Tableau 1 : Résumé des caractéristiques du cœur de MYRRHA calculées en début de vie [28 ]. 331
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ECOLE INTERNATIONALE JOLIOT-CURIE D
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