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

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Tableau 2 : Calculs des effets sur la réactivité de diverses situations incidentelles [28]. Incidental situation Reactivity effect (pcm) Fuel pin pitch compaction 444 H 2 O-vapour inside hottest fuel assembly 420 Cold (coolant) density effect 443 Coolant voiding hottest fuel assembly 72 Overall fast core coolant voiding -18670 Voiding three peripheral reflector channels -706 Doppler effect (Tf: 300K 1 500K) -398 4. Conclusion Il y a dix ans, en 1996, le concept d’ADS ou réacteur hybride était dépoussiéré et remis au goût du jour avec la préoccupation d’apporter une réponse au problème de la gestion des déchets nucléaires issus des parcs électronucléaires actuels, point clé de l’acceptation de la filière nucléaire pour le futur. De nombreux organismes se sont engagés dans la recherche induite par ce regain d’intérêt pour les ADS, avec la volonté d’investiguer très concrètement la faisabilité d’un tel système. Aujourd’hui force est de constater que ces dix dernières années d’efforts ont apporté de nombreuses réponses sur des points clés, même si d’autres nécessiteront plus de temps. Depuis, la problématique des déchets s’est élargie et enrichie car il est apparu qu’elle ne pouvait être décorrélée des choix énergétiques pour le futur. Cela a donné naissance à l’étude de nouveaux systèmes nucléaires intégrés dans de nombreux scénarios visant une production d’énergie accrue pour répondre à la croissance de la demande aussi bien qu’à la réduction des déchets produits à l’horizon 2050. Ainsi les ADS trouveraient leur place dans certains de ces scénarios, essentiellement dédiés à l’incinération des actinides mineurs comme les américiums ou les curiums. Les choix sur ces échelles de temps n’étant pas encore arrêtés, les recherches se poursuivent afin de faire le tour des options technologiques possibles. C’est le but que s’est fixée la communauté engagée sur les recherches en soutien au développement des ADS en Europe que de parvenir a minima à la construction d’un prototype de ce système à l’horizon 2016, qui pourrait être le réacteur belge MYRRHA. Rendez-vous dans dix ans donc… Remerciements Je tiens à remercier mes prédécesseurs dans l’enseignement touchant à ce sujet qui sont également les auteurs de documents précurseurs en ce domaine dont je me suis largement inspirée pour la première partie de ce cours, en particulier H. Nifenecker, J.-M. Loiseaux, O. Méplan, et S. David, membres de l’équipe physique des réacteurs du LPSC de Grenoble et de l’équipe physique de l’aval du cycle et de la spallation de l’IPN d’Orsay respectivement. J’associe à ces remerciements mes indéfectibles collègues grenoblois R. Brissot et C. Le Brun qui se sont prêtés à la relecture des deux premières parties de ce cours. Je remercie pour leur aide P. Baeten (en particulier d’être l’auteur des principaux documents qui éclairent ma compréhension des méthodes de mesure de la réactivité) et D. De Bruyn du SCK-CEN (Mol, Belgique), ainsi que A. Guertin (Subatech Nantes) qui m’ont fourni la plupart des informations sur le projet MYRRHA. Enfin je remercie M.-G. Porquet ainsi que le Comité d’Organisation de l’Ecole Joliot Curie de la confiance qu’ils m’ont témoignée en me confiant ce cours. 332
Références [1] J.-M. Loiseaux, « Principes de base et caractéristiques particulières des systèmes souscritiques assistés par accélérateur », Ecole Joliot-Curie 1996. [2] G.D. Spriggs, R.D. Busch, T. Sakurai, S. Okajima, « The equivalent fundamental-mode source », Annals of Nuclear Energy 26 (1999) 237. [3] M. Plaschy, « Etudes numériques et expérimentales de caractéristiques d’un système rapide sous-critique alimenté par une source externe », Thèse de doctorat, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (2004). [4] P. Reuss, « Précis de neutronique », collection Génie Atomique, EDP Sciences, (2003). [5] R. Barjon, « Physique des réacteurs nucléaires », Institut des Sciences Nucléaire de Grenoble (1993). [6] J. Salmon, H. Charpentier, J. Guilloud, B. Lemaire, P. Millies, « Théorie cinétique des neutrons rapides », Bibliothèque des sciences et techniques nucléaires, Presses Universitaires de France, (1961). [7] Collaboration MUSE, 5th EURATOM FP-Contract #FIKW-CT-2000-00063. Deliverable #8: Final Report (2005). [8] S. David, « Capacités des réacteurs hybrides au plomb pour la production d’énergie et l’incinération avec multirecyclage des combustibles. Evolution des paramètres physiques. Radiotoxicités induites», Thèse de doctorat, Université Joseph Fourier-Grenoble I (1999). [9] D. Hilscher et al., Nuclear Instrumentation and Method A414 (1998) 100. [10] A. Abanades et al., Nuclear Instrumentation and Method A478 (2002) 577. [11] G. Perret, « Amélioration et développement des méthodes de détermination de la réactivité. Maîtrise des incertitudes associées », Thèse de doctorat, Université Joseph Fourier-Grenoble I (2003). [12] A. Garelis, « Survey of pulsed neutron source methods for multiplying media », Proccedings of the Symposium on Pulsed Neutron Research, AIEA, Karlsruhe, Allemagne, 10-14 mai 1965. [13] N.G. Sjöstrand, « Measurement on a subcritical reactor using a pulsed source », Arkiv för Fysik Band 11 nr 13 (1956) 233. [14] M. Carta, A. D’Angelo, V. Peluso, G. Aliberti, G. Imel, V. Kulik, G. Palmiotti, J.F. Lebrat, Y. Rugama, C. Destouches, E. Gonzalez-Romero, D. Villamarin, S. Dulla, F. Gabrielli, P. Ravetto, M. Salvatores, « Reactivity assessment and spatial time-effects from the MUSE kinetics experiments », Proccedings of International Conference on the Physics of Fuel Cycles and Advanced Nuclear Systems PHYSOR 2004, Chicago, USA, 25-29 avril 2004. [15] D. Villamarin-Fernandez, « Análisis dinámico des reactor experimental de fisión nuclear MUSE-4 », Thèse de doctorat, Université Complutense de Madrid 2004. [16] G.D. Spriggs, R.D. Busch, J.G. Williams, « Two-region kinetic model for reflected reactors », Annals of Nuclear Energy 24 (1997) 205. [17] F. Perdu, « Contributions aux études de sûreté pour des filières innovantes de réacteurs nucléaires », Thèse de doctorat, Université Joseph Fourier-Grenoble I (2003). [18] J. Vollaire, « L’expérience MUSE-4 : mesure des paramètres cinétiques d’un système souscritique », Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Grenoble (2004). [19] P. Baeten, R. Brissot, Y. Rugama, A. Billebaud, C. Le Brun, E. Liatard, J. Vollaire, C. Destouches, « Analytical investigation and experimental application of the source modulation technique to measure ρ/β eff », Progress in Nuclear Energy 48 (2006) 550. [20] R.E. Uhrig, « Random noise techniques in nuclear reactor systems », Ronald Press, New York (1956). [21] J.A. Thie, « Reactor noise », Rowman and Littlefield Inc., New York (1963). [22] I. Pazsit, M. Ceder, Z. Kuang, «Theory and analysis of the Feynman-alpha method for deterministically and randomly pulsed neutron sources », Nuclear Science and Engineering 148 (2004) 67. [23] I. Pazsit, Y. Kitamura, J.Wright, T. Misawa, «Calculation of the pulsed Feynman-alpha formulae and their experimental verification », Annals of Nuclear Energy 32 (2005) 986. [24] P.Baeten, « Heuristic derivation of the Rossi-alpha formula for a pulsed neutron source », Annals of Nuclear Energy 31 (2003) 43. [25] A. Alamo, F. Balbaud, P.Y. Beauvais, J.L. Courouau, P. Debu, G. Granget, C. Latge, S. Leray, F. Mellier, S. Pillon, P. Richard, G. Rimpault, M. Salvatores, A. Terlain, F. Varaine, D. Warin, R. 333
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ECOLE INTERNATIONALE JOLIOT-CURIE D
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Cours enseignés aux précédentes
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MESURES DE SECTIONS EFFICACES D'INT
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SYSTÈMES DU FUTUR ET STRATÉGIES S
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LA FISSION : DE LA PHÉNOMÉNOLOGIE
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Lorsque les paramètres de déforma
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donne la distribution de l’énerg
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Γ c r =|γc r |2 : Γ r = ∑ c |
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Fig. 18 - Représentation des diver
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Fig. 24 - Surface d’énergie pote
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des résultats obtenus dans cette
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De fait, les évaluations réalisé
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[52] D. L. Hill and J. A. Wheeler,
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Physique des Réacteurs Nucléaires
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6 Types de reacteurs nucleaires....
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Figure 1: Lien entre l'énergie moy
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énergie potentielle à l'atome. L'
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Ces valeurs seront utilisées en ph
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• en maintenant élevée la secti
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La probabilité de non-fuite, sous
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Nous choisissons comme un volume un
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2.1.3 Distribution de flux dans le
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Pour des réacteurs de même compos
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D Δ ϕ + ν Σ ϕ −Σ ϕ + ν Σ
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μ = ∑ μ μ P ( μ) (54) Les neu
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comparaison montre l'importance de
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Δt Δ n + p = ( 1− β ) keff n (
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3.4 Comportement cinétique avec ne
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De cette étude de la période du r
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4 CONTRÔLE DU RÉACTEUR 4.1 Princi
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n = Sl 2 ( 1+ k + k + ..) Sl SΛ Sl
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5 DYNAMIQUE DES RÉACTEURS NUCLÉAI
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combustible d F dT ρ et un pour le
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σ poison N poison Δρ = − f (11
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Pressurised Heavy Water Reactor “
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2005 Korea RO Ulchin 6 PWR (KSNP) 9
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puissante pour les sous-marins. La
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adioactifs et ceux contenant des é
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Modélisation et Evaluation de Donn
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demandées aux évaluations par les
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Photographie de l’expérience JEZ
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Un exemple de données nucléaires
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Γ b . Malheureusement, comme il n
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efficaces de réaction et shape ela
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Signalons cependant que des études
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Le choix entre les approches phéno
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Comme la section efficace de réact
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Jusque là nous n’avons discuté
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avec a le paramètre dit « de dens
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l’énergie du neutron soit suffis
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Si l’on revient un instant en arr
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Schéma des modules du code TALYS h
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Lorsque les données nucléaires é
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Nous nous sommes placés dans un ca
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Sections efficaces de mesurée (sym
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Résultats de calculs de benchmarks
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très favorablement aux données ex
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238 U sont qualitativement en bon a
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Mesure de sections efficaces d’in
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d’énergie E n arrivant sur celle
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mesurer la distribution angulaire d
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Une version plus sophistiquée de n
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Données et modélisation de la spa
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noyaux résiduels de spallation qui
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Un faisceau de noyaux légers est d
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Un tel détecteur est constitué d
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CaF2 (signal DE) et de scintillateu
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B- Modélisation de la spallation E
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A condition de prendre en compte la
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particulier le recoupement avec les
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Déchets nucléaires : état des li
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I. INTRODUCTION Il m’a paru essen
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Hague (nommées UP2 et UP3 ; UP1 es
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En conclusion : « la transmutation
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Processus et faisabilité de la tra
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Sommaire 1 Les bases physiques de l
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SEMINAIRES JEUNES Réactions direct
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LISTE DES PARTICIPANTS AICHE Mourad
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PORQUET Marie-Geneviève CSNSM - B
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