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

More documents

Recommendations

Info

Par contre, pour une installation type chaufferie bois (< 1 MW) les investissements se chiffrent entre 700 et 900 € HT / kW installé. Pour des puissances de quelques MW les investissements se chiffrent entre 400 à 600 € HT / kW installé ( un exemple récent: une chaufferie de 12 MW, investissement 7.1 M€ ) L’investissement pour la chaufferie bois est de plusieurs fois (3 à 4) celui de la même installation en fuel ou gaz, l’écart relatif diminuant avec la puissance. En l’absence de crédits d’impôts ou de subventions la filière bois n’est donc pas encore rentable. Toutefois l’instauration de taxes carbone devrait changer les choses. 5.2 L’hydroélectricité (chapitre 12) L’hydroélectricité est, de loin, la première source d’électricité renouvelable. Elle présente de nombreux aspects intéressants et, même, pour certains équipements, uniques. Tous les aménagements avec retenue peuvent servir à adapter la production d’électricité à la demande, avec des temps de réponse très courts. Les coûts de fonctionnement de l’hydroélectricité sont extrêmement bas et, lorsque les équipements initiaux ont été amortis l’hydroélectricité est imbattable économiquement. Les inconvénients des aménagements hydroélectriques sont, essentiellement, liés à la taille des retenues qui ont des conséquences environnementales locales significatives et dont la mise en eau exige souvent de grands déplacements de population. Il arrive aussi que des barrages se rompent, ce qui peut entraîner des catastrophes très graves, comme le fut la rupture du barrage de Morvi, en Inde, qui cause la mort de 30000 personnes en 1979. Enfin lors de leur mise en eau les retenues peuvent provoquer de considérables émissions de gaz à effet de serre du fait de la décomposition de la biomasse ennoyée. Nous passons ici en revue les différents types d’aménagements ainsi que les principales technologies de turbines. 5.2.1 Les différents types d'aménagements hydrauliques Chaque site possède ses propres caractéristiques, hydrologiques, géologiques, topographiques, et sera aménagé en fonction de ses caractéristiques et des objectifs poursuivis : fourniture quasi permanente d'électricité, fourniture en période de pointe uniquement, stockage temporaire, etc.. Bien que chaque aménagement hydraulique soit très spécifique du site choisi, les différents aménagements peuvent être classés en quelques grandes familles. 5.2.1.1 Les aménagements avec retenue De nombreuses rivières ont un débit très variable au cours de l'année, notamment du fait de la variation saisonnière des précipitations et du stockage naturel de la neige en hiver, et ceci d'autant plus que leur bassin versant est limité. C'est le cas de la plupart des rivières en altitude, mais également de certaines autres, comme la Durance en France. Lorsque l'on veut exploiter leur potentiel hydraulique, on est amené à construire des barrages qui vont eux mêmes stocker l'eau lorsqu'elle arrive en abondance, et permettre de la restituer et de la turbiner lorsqu'on en a besoin. Ces barrages ont des hauteurs variables, entre quelques dizaines de mètres et largement plus de 100 mètres en fonction de la topographie des lieux et des quantités d'eau à stocker. Ces quantités sont elles mêmes très variables, de quelques centaines de millions (Tignes) à quelques milliards de m 3 (Serre-Ponçon) voire beaucoup plus (barrage Nasser sur le Nil en Egypte ou Kariba sur le Zambèze). 400
5.2.1.2 Les aménagements « au fil de l'eau » Lorsque le débit d'une rivière ne varie pas trop au cours de l'année, on choisit généralement de l'équiper « au fil de l'eau », sans créer de retenue. C'est le cas de la plupart des fleuves une fois qu'ils sont arrivés en plaine, avec un débit important mais une faible pente. En France, c'est le cas du Rhône, en aval du Lac Léman, et du Rhin. L'eau que l'on veut turbiner est en général dérivée dans un canal latéral, sur une distance suffisante pour obtenir une hauteur de chute suffisante (de l'ordre de 10 m.) Sur le Rhin, par exemple, chaque usine, en turbinant environ 1000 m 3 /s sur une hauteur de 10 à 15 m, a une capacité de 80 à 120 MW ; la pente générale du fleuve permet d'installer une usine de ce type tous les 30 km environ. 5.2.1.3 Les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP) L'électricité ne peut pas être stockée, aussi cherche-t-on les moyens de stocker de l'énergie sous diverses formes. Une des plus efficaces est de la stocker sous forme d'énergie potentielle de l'eau. En heures creuses, alors que l'on dispose d'une production d'électricité excédentaire, on pompe de l'eau entre un bassin bas et un bassin haut ; en période de pointe, cette eau est turbinée pour fournir de l'électricité. Les hauteurs de chute sont en général très élevées (800 à 1000 m), les capacités des réservoirs (généralement artificiels) étant adaptées aux objectifs poursuivis. En France, la STEP de Revin est capable de fournir une puissance de pointe de 1000 MW environ et celle de Grand'Maison, 1800 MW. 5.2.1.4 Les différents types de turbines La turbine va permettre de transformer l’eau qui s’échappe de la conduite en énergie de rotation. La forme et les caractéristiques des turbines dépendent des catégories d’installations hydroélectriques dans lesquelles elles sont employées : • La turbine Pelton, généralement réservée aux usines de haute chute (de 300 à 1800 mètres), a été mise au point par Pelton au XIX ème siècle. Cette turbine est constituée d’une roue, sur la périphérie de laquelle sont fixées des séries de cuillères doubles métalliques appelées augets. L’eau sort de la conduite forcée à grande vitesse et vient percuter avec force les augets de la roue par l’intermédiaire des injecteurs. La puissance maximale unitaire atteinte est de 400 MW. • La turbine Francis est utilisée pour les moyennes chutes (entre 30 et 750 mètres). Elle ressemble à un cylindre évasé, divisé sur sa longueur par une série de cloisons longitudinales incurvées. Le pourtour élargi de la turbine est cerclé par une couronne percée d’une vingtaine d’ouvertures par lesquelles pénètre l’eau sous pression venant de la conduite forcée. Cette eau glisse sur les pales de la turbine et se dirige vers son cœur, d’où elle est évacuée. Lorsque l’eau s’écoule par les canaux de la turbine, elle abandonne sa pression aux pales de la turbine. C’est cette différence de pression qui est à l’origine de la rotation de la turbine. La puissance maximale atteinte est de 800 MW par unité. • La turbine Kaplan sert dans les usines de basse chute (10 à 80 m). L’eau est canalisée par des puits ou des conduites en acier ou en béton de cinq à dix mètres de diamètre vers une chambre dont le tracé en colimaçon permet à l’eau d’arriver sur la turbine avec la meilleure efficacité. Les turbines Kaplan ont une forme d’hélice de navire. Leurs pales sont généralement orientables et permettent, par simple variation de leur inclinaison, d’ajuster la vitesse de rotation des turbines aux conditions de niveau d’eau. La puissance maximale atteinte est de 401
Page 1 and 2:
ECOLE INTERNATIONALE JOLIOT-CURIE D
Page 3 and 4:
Cours enseignés aux précédentes
Page 5 and 6:
TABLE DES MATIERES AVANT-PROPOS M.-
Page 7 and 8:
MESURES DE SECTIONS EFFICACES D'INT
Page 9 and 10:
SYSTÈMES DU FUTUR ET STRATÉGIES S
Page 11 and 12:
AVANT-PROPOS Je dédie ce volume de
Page 13 and 14:
LA FISSION : DE LA PHÉNOMÉNOLOGIE
Page 15 and 16:
2 Un peu d’histoire 2.1 La décou
Page 17 and 18:
axe transverse), a 3 sa déformatio
Page 19 and 20:
Lorsque les paramètres de déforma
Page 21 and 22:
veaux de neutrons en fonction d’u
Page 23 and 24:
La méthode de Strutinski est emplo
Page 25 and 26:
L’existence d’un tel îlot est
Page 27 and 28:
Fig. 2 - Demi-vie de la fission spo
Page 29 and 30:
les résonances deviennent extrême
Page 31 and 32:
Fig. 5 - A gauche, distributions en
Page 33 and 34:
Fig. 6 - A gauche, distributions en
Page 35 and 36:
donne la distribution de l’énerg
Page 37 and 38:
Fig. 10 - En haut, énergie cinéti
Page 39 and 40:
généralement négative. Dans cert
Page 41 and 42:
Fig. 12 - Distributions du nombre d
Page 43 and 44:
Fig. 13 - A gauche, surface d’én
Page 45 and 46:
Fig. 14 - A gauche, hauteurs de la
Page 47 and 48:
où T A et T b sont les pénétrabi
Page 49 and 50:
du calcul des sections efficaces de
Page 51 and 52:
Γ c r =|γc r |2 : Γ r = ∑ c |
Page 53 and 54:
Fig. 18 - Représentation des diver
Page 55 and 56:
temps très différentes pour les d
Page 57 and 58:
nucléaires plus précises et couvr
Page 59 and 60:
Page 61 and 62:
kins les énergies de déformation
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Fig. 24 - Surface d’énergie pote
Page 67 and 68:
des résultats obtenus dans cette
Page 69 and 70:
De fait, les évaluations réalisé
Page 71 and 72:
[52] D. L. Hill and J. A. Wheeler,
Page 73 and 74:
Physique des Réacteurs Nucléaires
Page 75 and 76:
6 Types de reacteurs nucleaires....
Page 77 and 78:
Figure 1: Lien entre l'énergie moy
Page 79 and 80:
énergie potentielle à l'atome. L'
Page 81 and 82:
Figure 3: Section efficace microsco
Page 83 and 84:
Ces valeurs seront utilisées en ph
Page 85 and 86:
• en maintenant élevée la secti
Page 87 and 88:
La probabilité de non-fuite, sous
Page 89 and 90:
Nous choisissons comme un volume un
Page 91 and 92:
2.1.3 Distribution de flux dans le
Page 93 and 94:
Pour des réacteurs de même compos
Page 95 and 96:
D Δ ϕ + ν Σ ϕ −Σ ϕ + ν Σ
Page 97 and 98:
μ = ∑ μ μ P ( μ) (54) Les neu
Page 99 and 100:
comparaison montre l'importance de
Page 101 and 102:
Δt Δ n + p = ( 1− β ) keff n (
Page 103 and 104:
3.4 Comportement cinétique avec ne
Page 105 and 106:
De cette étude de la période du r
Page 107 and 108:
4 CONTRÔLE DU RÉACTEUR 4.1 Princi
Page 109 and 110:
n = Sl 2 ( 1+ k + k + ..) Sl SΛ Sl
Page 111 and 112:
Figure 18: Evolution de 1/n det en
Page 113 and 114:
Figure 21: Efficacité différentie
Page 115 and 116:
5 DYNAMIQUE DES RÉACTEURS NUCLÉAI
Page 117 and 118:
combustible d F dT ρ et un pour le
Page 119 and 120:
235, U-233), le comportement en 1/v
Page 121 and 122:
σ poison N poison Δρ = − f (11
Page 123 and 124:
L'évolution de la concentration de
Page 125 and 126:
Figure 28: L'évolution de l'anti-r
Page 127 and 128:
Pressurised Heavy Water Reactor “
Page 129 and 130:
Figure 30: Schéma de principe de f
Page 131 and 132:
Figure 32: Schéma de principe de f
Page 133 and 134:
2005 Korea RO Ulchin 6 PWR (KSNP) 9
Page 135 and 136:
puissante pour les sous-marins. La
Page 137 and 138:
adioactifs et ceux contenant des é
Page 139 and 140:
Modélisation et Evaluation de Donn
Page 141 and 142:
demandées aux évaluations par les
Page 143 and 144:
Photographie de l’expérience JEZ
Page 145 and 146:
Un exemple de données nucléaires
Page 147 and 148:
Γ b . Malheureusement, comme il n
Page 149 and 150:
efficaces de réaction et shape ela
Page 151 and 152:
Signalons cependant que des études
Page 153 and 154:
Le choix entre les approches phéno
Page 155 and 156:
Comme la section efficace de réact
Page 157 and 158:
Jusque là nous n’avons discuté
Page 159 and 160:
avec a le paramètre dit « de dens
Page 161 and 162:
l’énergie du neutron soit suffis
Page 163 and 164:
Si l’on revient un instant en arr
Page 165 and 166:
Schéma des modules du code TALYS h
Page 167 and 168:
Lorsque les données nucléaires é
Page 169 and 170:
Nous nous sommes placés dans un ca
Page 171 and 172:
Sections efficaces de mesurée (sym
Page 173 and 174:
Résultats de calculs de benchmarks
Page 175 and 176:
très favorablement aux données ex
Page 177 and 178:
238 U sont qualitativement en bon a
Page 179 and 180:
Mesure de sections efficaces d’in
Page 181 and 182:
d’énergie E n arrivant sur celle
Page 183 and 184:
modèle optique, σ NC peut être c
Page 185 and 186:
car ∑ J , π P = P ( E*) ⋅ ∑
Page 187 and 188:
la partie droite de la figure 4 [4]
Page 189 and 190:
mesurer la distribution angulaire d
Page 191 and 192:
données expérimentales de Vorotni
Page 193 and 194:
Une version plus sophistiquée de n
Page 195 and 196:
Données et modélisation de la spa
Page 197 and 198:
noyaux résiduels de spallation qui
Page 199 and 200:
Un faisceau de noyaux légers est d
Page 201 and 202:
sur les neutrons à haute énergie.
Page 203 and 204:
Un tel détecteur est constitué d
Page 205 and 206:
Fig 12: Sections efficaces doubleme
Page 207 and 208:
CaF2 (signal DE) et de scintillateu
Page 209 and 210:
de validité des modèles de cascad
Page 211 and 212:
10 -6 1 10 10 2 Neutrons /proton /M
Page 213 and 214:
1000MeV Pb+p, INCL43 ABLAV3p 2005/0
Page 215 and 216:
B- Modélisation de la spallation E
Page 217 and 218:
α(Exp(a.cos(θ)) + Exp(-a.cos(θ))
Page 219 and 220:
Fig 35 : Caractéristiques de diff
Page 221 and 222:
la distribution de masse des produi
Page 223 and 224:
d’amélioration important (évapo
Page 225 and 226:
éventuels d’un nucléon qui s’
Page 227 and 228:
10 2 Fe + p INCL4-GEMINI INCL4-GEM
Page 229 and 230:
A condition de prendre en compte la
Page 231 and 232:
particulier le recoupement avec les
Page 233 and 234:
Ref 29 : C. Kalbach, Phys. Rev. C33
Page 235 and 236:
Déchets nucléaires : état des li
Page 237 and 238:
I. INTRODUCTION Il m’a paru essen
Page 239 and 240:
Hague (nommées UP2 et UP3 ; UP1 es
Page 241 and 242:
présence conduit à l’accumulati
Page 243 and 244:
taxe sur les MW vendus a été effe
Page 245 and 246:
En conclusion : « la transmutation
Page 247 and 248:
En 1998, en France, la production d
Page 249 and 250:
de concentration final dépend beau
Page 251 and 252:
En ce qui concerne les déchets en
Page 253 and 254:
IV. 2. 4. Le stockage est-il défin
Page 255 and 256:
4) Les modifications géologiques
Page 257 and 258:
le pH, la chaleur ou la pression (o
Page 259 and 260:
COMMUNIQUE DE PRESSE DU GROUPE AREV
Page 261 and 262:
Processus et faisabilité de la tra
Page 263 and 264:
Sommaire 1 Les bases physiques de l
Page 265 and 266:
Le principe de la transmutation con
Page 267 and 268:
Section efficace 99 Tc (n,γ) Captu
Page 269 and 270:
Figure n° 3 : Section efficace de
Page 271 and 272:
Isotope Réacteur à neutrons lents
Page 273 and 274:
243 Cm 242 Am 235 U 236 U 237 U 238
Page 275 and 276:
400 350 Rapport des masses produite
Page 277 and 278:
• La nécessité de procéder à
Page 279 and 280:
La figure suivante, montre l’inci
Page 281 and 282:
Le remplacement d’U238 par du Np
Page 283 and 284:
Dans un spectre de réacteur REP, p
Page 285 and 286:
5 Incidence du mode de recyclage de
Page 287 and 288:
Production (kg/Twhe) Isotope Pério
Page 289 and 290:
8 Simulation : démarche et motivat
Page 291 and 292:
possibilité de s’affranchir d’
Page 293 and 294:
σ i eff = ΔEi ∫ σ( E) Φ( E) d
Page 295 and 296:
combinant mesures microscopiques et
Page 297 and 298:
Mesure et analyse des sections effi
Page 299 and 300:
10.5.1 Exemple de validation des do
Page 301 and 302:
11 Faisabilité technique de la tra
Page 303 and 304:
longue, tant que l’on n’a pas a
Page 305 and 306:
n’implique qu’un nombre limité
Page 307 and 308:
12 kg/TWhe pour le neptunium (à un
Page 309 and 310:
mode homogène dans le cœur des r
Page 311 and 312:
inventaires est d’environ 15 ans
Page 313 and 314:
Réacteurs hybrides : avancées ré
Page 315 and 316:
Liste des notations [= …] notatio
Page 317 and 318:
Introduction Depuis près de quinze
Page 319 and 320:
éacteur sous-critique, il peut êt
Page 321 and 322:
2. Le pilotage et le contrôle des
Page 323 and 324:
permet de déduire la réactivité
Page 325 and 326:
A Λ n0 = n0 (25) − ρ + β α p
Page 327 and 328:
Celle s’ajustant au mieux aux don
Page 329 and 330:
2.3.4.1. La méthode Rossi-alpha Le
Page 331 and 332:
maîtrise de ce point est cruciale
Page 333 and 334:
3.1.2. La cible de spallation Le ch
Page 335 and 336:
accidents sévères comme la perte
Page 337 and 338:
TRAnsmutation) de IP-EUROTRANS dans
Page 339 and 340:
de spallation est l’élément sur
Page 341 and 342:
3.3.3. Le design de la cible de spa
Page 343 and 344:
3.3.4. Le design du cœur sous-crit
Page 345 and 346:
Références [1] J.-M. Loiseaux, «
Page 347 and 348:
Systèmes du futur et stratégies S
Page 349 and 350:
1 Contexte énergétique et nucléa
Page 351 and 352:
Source (Gtep/an) % Fossile dont Cha
Page 353 and 354:
gaz devrait suivre celui du pétrol
Page 355 and 356:
2 La situation en France Tous les r
Page 357 and 358:
2.2 Le combustible MOX Le plutonium
Page 359 and 360:
Réduire le taux de rejet de l’ 2
Page 361 and 362: Le plutonium quant à lui est essen
Page 363 and 364: On constate donc que les filières
Page 365 and 366: (1+α) : nombre de neutrons captur
Page 367 and 368: 270°C environ, mais pour le sodium
Page 369 and 370: faire diminuer l’inventaire total
Page 371 and 372: 5 Les réacteurs rapides 5.1 Les di
Page 373 and 374: le détail. Il s’agit du parc fra
Page 375 and 376: Durant 5 années de fonctionnement
Page 377 and 378: Le réacteur a été modélisé fid
Page 379 and 380: Le coefficient de température peut
Page 381 and 382: Une transition au niveau français
Page 383 and 384: Une transition à puissance croissa
Page 385 and 386: mineurs, ce conditionnement étant
Page 387 and 388: discussions enflammées au sujet de
Page 389 and 390: Les énergies autres que le nucléa
Page 391 and 392: 6.1.4 L’économie des éoliennes
Page 393 and 394: par un barrage hydroélectrique le
Page 395 and 396: statistiques de l’AIE pour l’ex
Page 397 and 398: 12000 10000 Consommation Mtep 8000
Page 399 and 400: habitant. Ce scénario tend à réd
Page 401 and 402: 4 Les combustibles fossiles Rappelo
Page 403 and 404: Les gaz d’échappement de la turb
Page 405 and 406: H H O H H H O H N C C + CO 2 N C C
Page 407 and 408: 5 Les énergie renouvelables contin
Page 409 and 410: • 12 Mtonnes de déchets ménager
Page 411: (1.000 à 1.500 ° C) en pression e
Page 415 and 416: La Chine produit actuellement 1600
Page 417 and 418: 16 P max = P 27 0 Équation 4 Cette
Page 419 and 420: Comme la vitesse relative U est pro
Page 421 and 422: Figure 10 Exemple d’évolution de
Page 423 and 424: Il est clair que, si l’on désire
Page 425 and 426: 6.2 Le Solaire (chapitres 17 et 18)
Page 427 and 428: Le temps de retour énergétique de
Page 429 and 430: Cette comparaison faite sur le Tabl
Page 431 and 432: 15000 €. Même sans subvention ni
Page 433 and 434: Ces centrales cumulent une puissanc
Page 435 and 436: doit être très sec, ce qui n’es
Page 437 and 438: Pour en savoir plus Livres " L’é
Page 439 and 440: Physique fondamentale avec des neut
Page 441 and 442: tandis que le taux de comptages des
Page 443 and 444: Le deuxième problème des UCN conn
Page 445 and 446: Fig. 1.4. Les lois de dispersion d
Page 447 and 448: 2. UCN comme outil dans les problè
Page 449 and 450: La méthode consiste à mesurer des
Page 451 and 452: où nous avons introduit explicitem
Page 453 and 454: Toutes les expériences sauf la der
Page 455 and 456: Ce système et les fonctions d’on
Page 457 and 458: par la durée de l’observation, i
Page 459 and 460: premier état excité car pour mêm
Page 461 and 462: système va surtout peupler le seco
Page 463 and 464:
[2.11] Luschikov, V.I. Physics Toda
Page 465 and 466:
SEMINAIRES JEUNES Réactions direct
Page 467 and 468:
La première partie de mes travaux
Page 469 and 470:
L’essentiel des mesures est effec
Page 471 and 472:
En revanche, la détermination des
Page 473 and 474:
LISTE DES PARTICIPANTS AICHE Mourad
Page 475 and 476:
PORQUET Marie-Geneviève CSNSM - B
show all

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

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?