Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le «Generation IV International Forum» (GIF), créé en 2000 à l'initiative de l'US-DOE, a sélectionné six concepts de réacteurs de puissance dits de génération IV, jugés comme les plus prometteurs en regard de critères tels que l'économie des ressources en uranium et l'amélioration de la sûreté. Ces concepts sont présentés sous l'angle de la sûreté, en mettant en exergue la forte hétérogénéité de maturité de ces concepts ainsi que la nécessité, pour chacun d'eux et malgré les avantages intrinsèques qu'ils peuvent présenter, d'avancées technologiques significatives.
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Jean COUTURIER : Attaché à la direction générale - Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire
INTRODUCTION
De nombreuses études de prospective énergétique envisagent une pénurie de la ressource en uranium au cours du XXIe siècle. Dans ce contexte, le Département de l'énergie des États-Unis (DOE – Department of Energy) a créé en 2000 le GIF (Generation IV International Forum) – qui regroupe aujourd'hui treize pays parmi lesquels la France – dont la première action a consisté à sélectionner six filières (ou concepts) de réacteurs de puissance, dites de génération IV, jugées comme les plus prometteuses non seulement en termes d'économie des ressources en uranium mais également en regard des critères suivants :
-
réduction des déchets radioactifs, notamment ceux de haute activité à vie longue ;
-
amélioration de la sûreté ;
-
robustesse à l'égard de la non-prolifération et d'actions de malveillance ;
-
compétitivité économique.
Les six filières retenues sont les suivantes :
-
les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (sodium fast reactors – SFR) ;
-
les réacteurs à neutrons rapides refroidis au gaz (gas fast reactors – GFR) ;
-
les réacteurs à neutrons rapides refroidis au plomb (lead fast reactors – LFR) ;
-
les réacteurs à sels fondus (molten salt reactors – MSR) ;
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les réacteurs à hautes ou très hautes températures (very high or high temperature reactors – V/HTR) ;
-
les réacteurs à eau supercritique (supercritical water reactors – SCWR).
Le déploiement industriel de ces nouvelles filières pourrait intervenir vers le milieu du XXIe siècle, après une première expérience d'exploitation de réacteurs expérimentaux ou de prototypes. La France a marqué son engagement dans le développement des réacteurs de génération IV dans le cadre des recherches engagées sur les possibilités de transmutation en réacteur d'éléments radioactifs à vie longue (voir par exemple les explications données sur le site Internet « http://www.laradioactivite.com »), avec principalement le lancement d'études sur un nouveau réacteur de type SFR, dénommé ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration). Ce projet est mené sous la conduite du CEA et associe AREVA et EDF. Le CNRS a également engagé des études sur un MSR.
L'Europe est impliquée dans les filières de génération IV, elle finance un certain nombre d'études, de recherches et de développements. En outre, la plate-forme européenne SNETP (Sustainable Nuclear Energy Technology Platform, voir la rubrique Sites Internet du Pour en savoir plus) a établi différents documents incluant des propositions d'axes de recherche et développement à explorer pour certaines des filières de génération IV.
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MOTS-CLÉS
génération IV objectifs de sûreté Accidents de Fukushima (enseignements tirés) sûreté radioprotection
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Conclusion
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5. Autres filières de réacteurs de génération IV
Les filières bénéficiant de peu d'expérience, voire d'aucune expérience, sont abordées dans la présente section.
5.1 Réacteurs à neutrons rapides refroidis au gaz (GFR)
Si des études ont été engagées dès les années 1990 sur ce concept, aucun réacteur de ce type n'a été construit.
Le GFR vise à allier les avantages, d'une part, d'un spectre de neutrons rapides en regard des objectifs d'économie de la ressource en uranium et de minimisation des déchets ultimes et, d'autre part, des hautes températures pour un rendement performant de production d'électricité. De grandes options de conception ont été définies dans le cadre d'études financées par la Commission européenne relatives à un projet de réacteur dénommé GCFR (Gas Cooled Fast Reactor ) :
-
un cœur délivrant une puissance thermique de 2 400 MW ;
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une puissance volumique dans le cœur de 100 MW/m3 ;
-
l'utilisation de l'hélium comme caloporteur primaire, à la pression de 70 bar ;
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des températures moyennes de l'hélium à l'entrée et à la sortie du cœur respectivement de 400 oC et de 850 oC.
Le cœur serait composé d'assemblages de section hexagonale constitués de matériaux réfractaires et contenant des aiguilles combustibles. Le combustible se présenterait sous la forme de pastilles de carbure d'uranium et de plutonium, avec des gaines en carbure de silicium fibré avec un fin revêtement métallique d'étanchéité destiné à protéger le carbure de silicium contre la corrosion par les carbures de terres rares.
Un réacteur tel que le GCFR comprendrait une cuve métallique contenant le cœur, reliée à trois boucles primaires contenant des échangeurs de chaleur dits intermédiaires. Trois boucles secondaires reliées aux échangeurs intermédiaires serviraient à la production d'électricité et fonctionneraient également en gaz (utilisation de turbines à gaz). En complément, des boucles tertiaires d'eau et de vapeur sont également envisagées pour compléter le système de conversion d'énergie. Par ailleurs, des circuits indépendants des circuits normaux seraient dédiés à l'évacuation de la puissance résiduelle du réacteur (DHR). Enfin, l'hélium...
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Autres filières de réacteurs de génération IV
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems. - Issued by the US DOE Energy Research Advisory Committee and Generation IV International Forum, déc. 2002.
-
(2) - SNETP – Strategic Research Agenda. - Mai 2009.
-
(3) - SNETP – ENSII – The European Sustainable Nuclear Industrial Initiative – A contribution to the EU Low Carbon Energy Policy – The Demonstration Programme for Fast Neutron Reactors – Concept paper. - Oct. 2010.
-
(4) - SNETP – Strategic Research Agenda – Annex : Molten Salt Reactor Systems, final draft. - Nov. 2011.
-
(5) - WENRA statement on safety objectives for new power plants. - Nov. 2010 (document officialisant la position de WENRA sur la sûreté des futurs réacteurs en Europe).
-
(6) - * - Loi no 2006-686 du 13 juin 2006 relative...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Génération IV International Forum http://www.gen-4.org
Association WENRA http://www.wenra.org
Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire http://www.irsn.fr
AIEA http://www.iaea.org
Projet SNETP http://www.snetp.eu
Projet RAPHAEL http://www.raphael-project.org
Projet NGNP http://www.nextgenerationnuclearplant.com
Explications complémentaires sur la transmutation http://www.laradioactivite.com
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