5. Utilisation du plutonium
• Réacteurs surgénérateurs
Le caractère fissile du plutonium 239 conduit à envisager son utilisation dans les combustibles des réacteurs nucléaires. Ce « recyclage » du plutonium a été expérimenté dans les réacteurs à eau pressurisée dans divers pays dont la France. Mais son objet principal concerne l'alimentation des réacteurs à neutrons rapides. Dans ce type de réacteurs, où le modérateur est absent, la teneur en isotopes fissiles du combustible doit dépasser 15 p. 100. Du fait du bilan plus favorable de l'utilisation des neutrons, on peut atteindre une surgénération, c'est-à-dire une production d'isotopes fissiles en quantité supérieure à celle qui a été consommée. Les neutrons libérés par la fission de l'uranium 235 et du plutonium 239 sont en partie capturés par l'uranium 238 qui donne du plutonium suivant le schéma précédemment décrit.
Les éléments combustibles sont constitués de pastilles d'un mélange homogène des oxydes UO2 et PuO2, gainées dans des tubes (aiguilles) d'acier inoxydable réunis en assemblages combustibles. Du sodium liquide circule autour de ces aiguilles et constitue le fluide caloporteur. En France, à la suite du réacteur prototype Rapsodie, furent construites la centrale de démonstration Phénix et la centrale industrielle de Creys-Malville, Superphénix.
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