L'évaluation de la technologie des réacteurs à sels fondus
Les réacteurs nucléaires à sels fondus (RSF) utilisent un combustible liquide sous la forme d'un sel de fluorure ou de chlorure au lieu du combustible solide. Le sel combustible étant liquide, il peut servir à la fois de combustible pour produire la chaleur et de liquide de refroidissement pour éliminer la chaleur et la transporter vers la centrale électrique (fluide caloporteur). Le combustible liquide ne peut pas fondre. À la différence d'autres systèmes, celui-ci fonctionne à des pressions moins élevées et son combustible est moins sensible aux dommages causés par les neutrons, il est donc possible de mieux utiliser le combustible. Le concept original remonte aux années 1960 et a été confronté à plusieurs inconvénients majeurs. Celui-ci a tout de même été retenu pour la prochaine génération de systèmes nucléaires (la Génération IV ou Gen IV) à spectre rapide en raison de nombreux avantages et l'objectif de le modifier afin de répondre aux nouvelles spécifications. Les chercheurs ont initié le projet EVOL («Evaluation and viability of liquid fuel fast reactor system»), financé par l'UE, afin de concevoir le réacteur à sels fondus à neutrons rapides (RSF) le plus performant possible compte tenu des objectifs de GENIV en termes de paramètres physiques ,chimiques, et matériels. Les partenaires du projet ont réalisé des études approfondies afin d'optimiser la conception et la configuration du système RSF en s'appuyant sur des calculs thermo-hydrauliques et neutroniques. Contrairement aux projets antérieurs, la couverture de sel s'écoule dans un circuit extérieur à celui du réservoir de sels. Cet agencement permet la capture par la couverture environnante des neutrons s'échappant du cœur du réacteur et par conséquent une économie importante de neutrons. Pour les matières fissiles alimentant le réacteur à sels fondus, deux mélanges de sels contenant de l'uranium-235 et du plutonium-239 et qui répondent aux exigences du réacteur, ont été proposées par les partenaires du projet. Les chercheurs ont axé leurs travaux sur leurs propriétés physicochimiques comme la viscosité, la densité, le point de fusion, la capacité calorifuge et le point de vaporisation. Ils ont proposé de nouvelles étapes permettant la récupération de la composition saline pour le retraitement du combustible. Ils ont par ailleurs évalué le comportement de tous les produits de fission pendant ce retraitement. Une partie des travaux a ainsi été dédié à la conception d'un réacteur à base de thorium pouvant brûler le plutonium et les actinides mineurs pour les convertir en uranium-233, tout en minimisant la production de déchets à vie longue. La diffusion de ces résultats s'est faite par plus de 62 articles scientifiques et 85 présentations lors de conférences internationales.
Mots‑clés
Réacteurs rapides à sels fondus, Génération IV, combustible liquide, économie de neutrons, retraitement du combustible
