Réacteur à neutrons rapides

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Schéma d'un réacteur rapide à caloporteur sodium (architecture boucle)
Schéma d'un réacteur rapide à caloporteur sodium (architecture boucle)

Un réacteur à neutrons rapides (RNR), ou réacteur nucléaire rapide, est un réacteur nucléaire dont le cœur n'est pas modéré. Le fonctionnement en spectre rapide permet de limiter les captures stériles (faibles sections efficaces), ce qui est également favorisé par l'absence de modérateur capturant. En revanche, le taux de fuite des neutrons est plus élevé que dans un réacteur à neutrons thermiques, d'où la nécessité d'un cœur plus enrichi en matière fissile. Des couvertures fertiles peuvent être disposées en périphérie de cœur de sorte à utiliser les neutrons de fuite par capture fertile.

En 2007, tous les réacteurs RNR en fonctionnement sont conçus avec un circuit de refroidissement par du sodium liquide, c'est la filière des réacteurs nucléaires à neutrons rapides et à caloporteur sodium. D'autres caloporteurs métaliques sont étudiés, par exemple l'alliage Pb-Bi.

Actuellement (2007), des réacteurs à neutrons rapides sont exploités en Russie, en France, en Inde, aux USA et au Japon. En Allemagne, un RNR fut construit en 1973 à Kalkar en Basse-Rhénanie. Après de nombreuses protestations, il ne fut pas mis en service comme prévu en 1987. En France, le réacteur expérimental Phénix fonctionne encore, tandis que le prototype industriel Superphénix a été arrêté en 1998. En Russie, un réacteur de 600MWe de type BN-600 fonctionne depuis 1980 et un autre (de type BN-800) est en construction. Il existe également des projets en Inde et en Chine. Il est prévu que le réacteur de Monju au Japon redémarre en 2008, bien qu'il ait subit un grave accident récemment.

Sommaire

[modifier] Architecture du réacteur

Les réacteurs à métal liquide peuvent être de type piscine ou de type boucle (voir schémas ci-contre). L'architecture piscine permet de maintenir en permanence le caloporteur du circuit primaire au sein de l'enceinte de confinement.

[modifier] Risques

Le sodium liquide peut s'enflammer au contact de l'eau ou de l'air ambiant. C'est ce qui s'est produit lors de l'accident qui est survenu dans le réacteur de Monju (Japon) en décembre 1995 (La Gazette Nucléaire n°157/158, mai 1997).

Pour éviter le risque de réaction sodium / eau, on adopte plusieurs précautions :

  • Adjonction d'un circuit de refroidissement supplémentaire, appelé circuit secondaire ou intermédiaire, destiné à éliminer la possibilité de contact entre le sodium primaire, radioactif, et l'eau du circuit eau/vapeur.
  • Mesures en sortie des générateurs de vapeur d'éventuelles traces de réaction entre le sodium et l'eau qui aurait traversé les tubulures du générateur de vapeur.

Pour limiter les conséquences d'inflammation au contact de l'air :

  • Surveillance systématique des risques de fissures sur les canalisations du circuit secondaire.

[modifier] Expérimentations

[modifier] Russie

  • BOR 60
  • BN-600, RNR à caloporteur sodium de puissance (600MWe), en fonctionnement à la centrale de Beloïarsk (depuis 1980)
  • BN-800, RNR à caloporteur sodium de puissance (800MWe), en construction sur le site de la centrale de Beloïarsk (prévu pour 2012)
  • BN-1800, projet d'un RNR à caloporteur sodium de grande puissance
  • BREST, projet d'un RNR à caloporteur plomb de grande puissance

[modifier] France

  • Rapsodie, réacteur expérimental, en phase de démantèlement
  • Phénix, réacteur de démonstration, arrêt prévu en 2009
  • Superphénix, réacteur tête de série, arrêté définitivement.
  • EFR, projet européen de réacteur à caloporteur sodium de type superphénix.

[modifier] Japon

[modifier] Allemagne

  • SNR 300,Surgénérateur de Kalkar construit mais jamais démarré.

[modifier] Italie

  • PEC, à Brasimone, abandonné en cours de construction (1990).

[modifier] États-Unis

Voir :

[modifier] Kazakhstan

Bâtiment réacteur du BN-350
Bâtiment réacteur du BN-350
Unité de dessalement associée
Unité de dessalement associée

Le réacteur BN-350 est situé à Aktau (auparavant Shevchenko de 1964 à 1992), Kazakhstan, sur les rives de la mer Caspienne. Ce réacteur rapide surrégénérateur est mis en service en 1973 et arrêté en 1999. En plus de produire de l'électricité pour la ville voisine (150 MW), il produisait du plutonium (surgénération du combustible) et de l'eau potable par dessalement (120 000 m³/jour).

[modifier] Inde

  • FBTR démarré en 1984 dans la ville de Kalpakkam.

[modifier] Royaume-Uni

  • PFR, réacteur de Dounereay ayant fonctionné de 1974 à 1994

[modifier] Chine

  • CIAE prototype en construction.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens externes