RÉACTEURS NUCLÉAIRES À SELS FONDUS

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Réacteurs à sels fondus en cycle du combustible thorium

Les réacteurs à sels fondus (R.S.F. en français), sur lesquels des recherches sont notamment menées au sein du laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (L.P.S.C.) de Grenoble, constituent donc une alternative aux réacteurs à neutrons rapides caloportés au sodium. Ils ont pour principale caractéristique d'utiliser un combustible sous forme liquide, un sel fluorure, celui-ci jouant aussi le rôle de caloporteur.

Les études historiques réalisés par le Oak-Ridge National Laboratory (Tennessee, États-Unis) dans les années 1960 sur les réacteurs à sels fondus et, en particulier, le projet nommé Molten Salt Breeder Reactor (M.S.B.R.), d'une puissance de 1 GW électrique, ont servi de base de travail pour le L.P.S.C. Ce dernier a analysé le M.S.B.R. et mis en évidence ses limites, tant du point de vue de sa trop grande complexité, qui le rendait irréalisable, que de son manque de sûreté intrinsèque. À partir de là, l'objectif a été de définir un concept novateur, satisfaisant tous les critères de la génération IV sans présenter d'inconvénient majeur identifié.

Ce nouveau concept de réacteur – fondé sur le cycle du combustible thorium et uranium 233, et sur un spectre neutronique rapide – a été nommé Thorium Molten Salt Reactor Non Moderated (T.M.S.R.-N.M.). D'une puissance de 2 500 MWth, il fonctionne à une température comprise entre 650 0C et 800 0C, ce qui correspond à un rendement thermodynamique de 40 à 50 p. 100. Le cœur du réacteur est un simple canal de diamètre interne égal à sa hauteur, dans lequel les réactions de fission ont lieu dans le sel fluorure en mouvement ascendant (fig. 1 et 2). Deux tiers du sel combustible sont localisés dans le cœur, le tiers restant circulant hors du cœur, dans les tuyauteries, les pompes et les échangeurs de chaleur. Le sel combustible effectue un tour de circulation complet en quelques secondes.

Nucléaire : réacteur à sels fondus en cycle thorium

Nucléaire : réacteur à sels fondus en cycle thorium

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Schéma de principe d'un réacteur à sels fondus en cycle thorium. Le sel combustible, non représenté ici, se situe à l'intérieur des lignes orange. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Nucléaire : température du sel au sein d'un réacteur

Nucléaire : température du sel au sein d'un réacteur

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Évaluation de la température (en 0C) du sel combustible qui circule du bas vers le haut dans le cœur du réacteur. Injecté en bas du réacteur, le sel s'échauffe lors de son mouvement ascendant du fait des réactions de fission. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le réacteur proprement dit est constitué de l'ensemble des parties du système contenant le sel combustible, soit le circuit primaire au [...]


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Nucléaire : réacteur à sels fondus en cycle thorium

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Nucléaire : température du sel au sein d'un réacteur

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., IN2P3
  • : docteur ès sciences, enseignante-chercheur, Phelma-I.N.P.G.-L.P.S.C.-IN2P3, C.N.R.S.

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Pour citer l’article

Daniel HEUER, Elsa MERLE-LUCOTTE, « RÉACTEURS NUCLÉAIRES À SELS FONDUS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 janvier 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/reacteurs-nucleaires-a-sels-fondus/