Conclusion, perspectives
Matériaux absorbants neutroniques pour le pilotage des réacteurs

Les premiers matériaux envisagés en tant qu’absorbant l’ont été d’abord sur des critères d’efficacité neutronique et de disponibilité. Les autres aspects (matériaux, radiotoxicité…) n’ont été réellement pris en compte qu’après un nécessaire retour d’expérience. Deux exemples illustreront cette démarche :

• les pastilles de carbure de bore utilisées dans les RNR français ont vu leur diamètre passer respectivement de 42 mm dans Rapsodie à 23 mm dans Phénix puis 17 mm dans SuperPhénix, pour atteindre moins de 10 mm dans des assemblages expérimentaux. Cette évolution a été permise par l’observation et l’analyse du comportement du matériau en réacteur, qui a conduit à chercher à réduire les gradients thermiques : le surcoût de fabrication a été compensé par une augmentation de la durée de vie des éléments absorbants ;

• l’AIC a été inventé pour pallier les faibles ressources en Hf. La radiotoxicité de l’argent conduit actuellement à sa remise en cause.

Parmi les matériaux évoqués ici, l’AIC et le carbure de bore sont actuellement de loin les plus employés. On assiste cependant à une augmentation de l’utilisation du hafnium, et l’évolution du marché des terres rares conduit à s’intéresser à des matériaux plus exotiques, tels que le titanate de dysprosium. Dans la perspective du développement d’une nouvelle génération de réacteurs pouvant fonctionner à très haute température (programme Génération IV), des matériaux à faible activation et très réfractaires devront être mis au point. Au-delà des composés évoqués ici, de nouvelles pistes pourront peut-être être explorées, telles qu’un carbure de bore à taille de grains nanométrique (permettant un fort dégagement de l’hélium) ou des composés du hafnium (carbure ou oxyde), extrêmement réfractaires, voire des cermets. Par exemple, le composite Hf-B₄C a été élaboré à l’échelle du laboratoire, ce matériau cumulant les propriétés mécaniques du métal et d’absorption neutronique des éléments bore et hafnium. Il n’existe cependant pas de solution évidente pour des réacteurs à spectre...