Eviter la fusion accidentelle du coeur d'un réacteur nucléaire...

[ecolami]

Bonjour,
La fusion du coeur d'un réacteur nucléaire est un accident trés grave qui est déja survenu a Tchernobyl et Fukushima. Pour que ce soit possible lors d'une catastrophe il faut que la puissance du réacteur nucléaire soit supérieure a 1000MW. La tendance au gigantisme fait que tous les nouveaux réacteurs, depuis déjà bien longtemps, dépassent le seuil fatidique. Alors les concepteurs ajoutent (parfois..) des dispositifs pour contenir la lave qui s'écoule. Dire que le coeur a fondu signifie que la température a dépassé environ les 2000°C, autant dire qu'une enveloppe d'acier ne sert à rien. Il faut aussi savoir que, curieusement, quand le coeur fond les conditions de fonctionnement et d'entretien des réactions normales de fission disparaissent: la chaleur qui est alors émise provient d'un ensemble d'isotopes radioactifs a vie courte qui se décomposent en libérant de la chaleur: lors du fonctionnement normal cela ajoute de la chaleur qui est employée. Ces isotopes a vie courtes occasionnent un dégagement de chaleur est limité dans le temps, ce qui n'empêche pas de provoquer de gros dégâts.
J'ai toujours été choqué de voir que l'on accepte un tel risque alors qu'on peut l'EVITER PAR CONCEPTION en limitant la puissance sous les 1000MW. En effet sous cette puissance la quantité de chaleur n'est pas capable de provoquer la fusion du coeur.

Pourquoi il y a-t-il eu des explosions de gaz a Fukushima? Le combustible est contenu dans des gaines métalliques en Zirconium (apparemment il faut absolument ce métal rare..) et a haute température il réagit sur l'eau pour s'oxyder ( l'Oxyde de Zirconium est connu du public dans un autre contexte...) et l'eau perd son hydrogène. Quand la température continue d'augmenter tout ça prend feu et explose.
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[SK69202]

Il faut aussi savoir que, curieusement, quand le coeur fond les conditions de fonctionnement et d'entretien des réactions normales de fission disparaissent

Quand le coeur fond, les réactions nucléaires de fission provoquée sont arrêtées depuis parfois longtemps (plusieurs heures) , c'est la chaleur issue des réactions nucléaires spontanées des isotopes à vie courte qui fait fondre le coeur après y avoir évaporé toute l'eau.

J'ai toujours été choqué de voir que l'on accepte un tel risque alors qu'on peut l'EVITER PAR CONCEPTION en limitant la puissance sous les 1000MW. En effet sous cette puissance la quantité de chaleur n'est pas capable de provoquer la fusion du coeur.

Ne pas confondre la puissance électrique du réacteur, sa puissance thermique (X3 la puissance élec) et l'énergie que peuvent libérer les isotopes à vie courte (hors réaction de fission contrôlée) largement capable de fondre n'importe quel coeur en cas d'arrêt à pleine puissance, c'est l'énergie résiduelle qui fait fondre, la puissance ne déterminant que le temps qu'il faut.

[WizardOfLinn]

Ce sujet serait plus à sa place dans la rubrique "Technologie"...

Réponse rapide :
Les réacteurs RBMK (Tchernobyl) sont un cas particulier, qui présente des défauts de conception assez fondamentaux faisant que le coeur peut fondre suite à un emballement des réactions nucléaires, ce qui est impossible avec les réacteurs à eau bouillante ou eau pressurisée (REB/REP), qui sont physiquement stables. Néanmoins, comme on l'a vu a Fukushima, le coeur peut fondre, non pas à cause d'un emballement en cours de fonctionnement, mais suite à une panne du système de refroidissement n'évacuant plus la puissance résiduelle même après arrêt.
Les REP actuels dérivent des chaudières nucléaires développées dans les années 50 pour propulser sous-marins et porte-avions, un environnement où le refroidissement est moins problématique, la source froide est partout...

Les conceptions les plus récentes sont des réacteurs à sureté passive, c'est à dire qui resteraient tranquilles même en cas de panne de tous les systèmes. C'est le cas par exemple des réacteurs à galets, comme le HTR-200, en cours de construction en Chine.
Mais il y a aussi des REP à dissipation passive.
Autre approche, un peu plus exotique, à l'état de recherche pour l'instant : les réacteurs dont le coeur est déjà liquide, réacteurs à sels fondus.

Pour ce qui est de rester en dessous de 1000 MW, la difficulté est la viabilité économique, jusqu'à présent, on a recherché des économies d'échelles en augmentant la puissance. Mais la recherche pour améliorer la viabilité économique des réacteurs de moyenne puissance, modulaires, est assez dynamique.

[Amanuensis]

La fusion du coeur d'un réacteur nucléaire est un accident trés grave qui est déja survenu a Tchernobyl et Fukushima.[B] Pour que ce soit possible lors d'une catastrophe il faut que la puissance du réacteur nucléaire soit supérieure a 1000MW.

??? Il y a plusieurs accidents historiques pour lesquels il a été question de fusion avec des réacteurs de puissance bien moindre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite14532198711]

Salut, le risque de fusion n'est pas lié à la puissance nominale du réacteur.
La puissance se mesure en GWt pour un réacteur pas en GWe. On utilise souvent ce terme GWe je te l'accorde, mais ça c'est la puissance disponible sur la ligne haute tension en sortie !

Les petits réacteurs sont moins sujets dans le sens où ils embarquent moins de combustible, mais ça n'a rien empêché à Fukushima, dont les réacteurs étaient de puissance inférieur au GWe.

Tchernobyl n'est pas un accident de fusion, c'est une explosion par sur-pression de vapeur d'eau (montée en régime trop rapide et non limitée). Le reste des matériaux du réacteurs restés en place après l'explosion ont fondu en corium par absence de refroidissement ; la fusion est arrivée après l'explosion "polluante".

Fukushima est également une fusion par absence de refroidissement durant la décroissance de la réaction atomique, sans désintégration du réacteur lui même à la base (jusqu'à ce que le corium passe à travers).

Pour expliquer, la réaction nucléaire se passe dans l'eau, un phénomène de radiolyse génère de l'hydrogène gazeux, de l'oxygène et différent produit de fission (halogènes).
L'oxygène est surveillé et compensé (bore/lithium) pour être recombiné afin qu'il n'oxyde pas les installations. On utilise des piles de hersch pour détecter le moindre ppb d'oxygène sur le primaire du réacteur. En exploitation normale, l'hydrogène est juste surveillé car sa progression est lente, (il a les 20cm d'acier de la cuve à traverser avant d'arriver dehors, mais il le fait !).
a Fukushima la libération d'hydrogène a été volontaire, dans le but d'éviter un accident type Tchernobyl.

L'absence de refroidissement à conduit à une augmentation de la température du coeur, le niveau d'eau baisse et le combustible fond (en dégageant de l'hydrogène notamment). L'opérateur à choisi de décharger la pression interne du réacteur pour éviter qu'il explose comme à Tchernobyl, en connaissant le risque de la suite. Du coup des gazs explosifs se sont retrouvés non gérés dans l'enceinte réacteur, et à ça a explosé (comme redouté).
Suite à l'explosion, le réacteur était toujours en place, mais les débris on compliqué une tâche déjà impossible : le refroidissement. Ensuite le cœur à fusionné et à fondu la cuve. L'opération de dégazage à induit l'explosion, mais c'est un moindre mal in fine, imagine si la cuve avait pétè et vaporisée son contenu dans l'air comme à Tchernobyl.


Le zircon est utilisé pour le pastillage de l'uranium. Il n'est pas affecté par la réaction nucléaire, se ionise peu, il est perméable au gamma, stable en température (700°C) et pression (200bar) et assure le maintient du combustible.
C'est une sorte de "bouteille" contenant le carburant, sauf qu'au lieu du verre c'est du zirconium pour les propriétés requises sus décrites.
L'autre utilité est un gainage propre assurant la protection des personnels nucléaires. La gaine évite que des poussières ou débris radioactifs se sauvent des barres de combustible, seul le rayonnement transparait. Les crayons sont manipulés et inspecté à la main au moins une fois dans leur vie par un humain, le gainage garanti que l'uranium ne pollue pas son environnement proche, y compris en fin de vie lors du stockage des déchets.

Sur des petits réacteurs type militaire, les barres sont manipulées à la main au chargement du réacteur, zirconium obligatoire !

à noter que Fukushima (REB) et Tchernobyl (RBMK), la technologie des réacteurs peut potentiellement etre impliquée dans les 2 accidents.

j'espère t'avoir répondu clairement, par contre d'où vient ton hypothèse sur les réacteur de 1000MW et la fusion ?

[WizardOfLinn]

Il n'y a pas de seuil de 1000 MWe, mais il est quand même vrai qu'à technologie similaire, pour comparer ce qui est comparable, il est quand même plus facile d'évacuer la chaleur résiduelle d'un petit réacteur que d'un gros...
Le réacteur de NuScale, par exemple, 50 MWe, ne présente pas ce type de problème.
http://www.nuscalepower.com/

[invite14532198711]

Le réacteur de NuScale, par exemple, 50 MWe, ne présente pas ce type de problème.

concurrent sérieux pour la branche civile de DCNS

pour le combustible il demande de l'uranium enrichi à 4,95%...aïe (ils tiennent 24 mois avec une recharge, taux de dispo 95%).
futur développement en sur-générateur ? ça serait intelligent et pourrait le faire tourner avec les déchets actuels : le premier petit réacteur-déchetterie !

en tout cas coté prix ils abusent, j'espère qu'ils tiennent les 60 ans de MTBF comme l'EPR !

[WizardOfLinn]

La viabilité économique est bien la difficulté avec ces petits réacteurs, même avec l'effet de série pour faire baisser les coûts...
50 MWe est probablement une unité trop petite, les concurrents développent plutôt des modules de 200-300 MWe (mais avec des technos différentes).

[invite14532198711]

DCNS était parti sur l'industrialisation des réacteurs de propulsion (sous-marins et porte-avions) pour le civil. Officiellement la puissance est de 150MWe à un prix très bas (je n'ai pas de tarifs sous la main). Le hic c'est que leur truc ne s'adresse qu'aux installations côtières.

à voir, moi ça me plait moyen dans le sens où on utilise de l'uranium enrichi, ça ne fera qu'accroitre les déchets actuels, et ça reste basé sur un principe révolu. Si il faut rester sur un principe de fission atomique faute de connaissance physique suffisante, je suis favorable à la sur-génération.

Coté USA, Lookeed annonce un réacteur à fusion pour bientôt... effet d'annonce ? http://www.industrie-techno.com/mini...-serieux.33580

[WizardOfLinn]

Même en cotier, ce n'est peut-être pas si limité...
D'ailleurs, j'avais proposé un sujet sur le concept de nucléaire "off-shore" :
http://forums.futura-sciences.com/ac...off-shore.html

[SK69202]

Ce lien est encore fonctionnel, il date de mon suivi de Fukushima en 2011, c'est un calcul d'énergie sur la fonte d'un coeur commercial.

Et celui ci sur des recherches antérieures à Fukushima (PDF)

[invite14532198711]

En théorie l'énergie de fusion estimée suite à Fukushima a été rentré dans des modèles de simulation pour transposer à l'EPR (version 1650MWe) afin de vérifier que le "cendrier" pourrait contenir le corium en cas de fuite majeure.

Juste au passage une petite remarque suite au post d'Ecolami : le réacteur de Fukushima a résisté à :

- une vague submersive de taille non envisagée
- un séisme extreme
- une explosion hydrogène violente directement dessus.
- la chute d'une partie du batiment réacteur.

Si le refroidissement eut été maintenu (panne externe) il est possible que le réacteur (et son sous sol) ait été sauvé. Le coté positif de tout ça, est la limitation de la contamination de la région grace à cette dépressurisation.

Sinon, coté fusion, l'énergie résiduelle (isotopes iodes principalement) n'aurait pas moyen d'etre canalisée par réaction chimique ?
Qu'est ce qui pourrait épuiser ces isotopes afin de faire tomber l'inertie ?
Si on trouve un moyen de ralentir l'activité de ces isotope, on éloignerait le spectre de la fusion ?

[ecolami]

Bonsoir,
J'ai lu il y a quelques années cette limitation a 1000MW. j'avais oublié de préciser MWe.
Pour que le coeur fonde il faut atteindre une température supérieure a 2000 °C (le zirconium de la gaine fond a 1860°C et les oxyde d'uranium sont réfractaire ils fondent bien plus haut.
On comprend bien qu'il faille une masse critique pour que la chaleur soit telle qu'on atteigne cette température. Sinon la masse chauffe beaucoup mais en restant sous le point de fusion des barres de combustible. En pratique comme l'enveloppe du réacteur est en acier il faut éviter d'atteindre une température ou l'acier ne tiendrait plus, ce qui fait une température beaucoup plus basse.
Quand une masse chauffe a plus de 2000°C et qu'elle n'est pas contenue dans une enveloppe réfractaire elle fond d'abord l'acier puis arrivée au contact du beton elle le fond et comme c'est aussi trés lourd cela s'enfonce dans le sol en le fondant.
Je considère que si en limitant a 1000MWe on peut s'éviter ce problème cela vaut bien la peine de renoncer au gain d'échelle obtenu en passant de 1000 a 1600MWe. PArce qu'il faut mettre aussi dans la balance les conséquence d'une catastrophe avec fusion du coeur.
En matière d'énergie atomique il faut prendre toutes les précautions nécessaires afin de pouvoir en bénéficier encore (longtemps?).
Ce qui se fait actuellement pour répondre au risque de fusion du coeur ce sont des retentions réfractaire de grande surface pour mieux dissiper la chaleur. Seulement ça sous entends clairement que le problème peut survenir.

[vincent66]

Le meilleur moyen de ne pas se brûler consiste encore à ne pas jouer avec le feu...

[Regismu]

je ne vais pas participer au sujet qui est complétement obsolète puisque tout le monde refuse et passe à autre chose dorénavant

mais ne pensez vous pas que vous vous êtes carrément trompe de section pour un post avec un sujet comme celui la ?



Forum: Environnement, développement durable et écologie

[SK69202]

je ne vais pas participer au sujet qui est complétement obsolète puisque tout le monde refuse et passe à autre chose dorénavant

Oui le "recyclage" mafieux des panneaux solaires volés

Quand une masse chauffe a plus de 2000°C

La température peut dépasser cette valeur, la température se stabilise à la valeur d'équilibre entre la production de chaleur et le refroidissement fût il "naturel".
Cela montre aussi toute l'énergie disponible dans quelques m3 de combustible, énergie que l'on serait idiot de laisser perdre......

[Regismu]

alors la bravo .. tu tombes bien bas mais au moins tu es dans le sujet de ce forum le développement durable et l’écologie au sens noble du terme

mais bon pour le recyclage il n'y a aucun danger et un cout très bas on recycle le verre , l’aluminium et le cuivre et le silicium tous les jours

parle nous par contre

des toutes les non conformités cachés de la mafia du nucléaire et les magouilles d'areva et les sommes pharamineuses que l'on a paye et qu'il va falloir encore et toujours paye pendant des milliers d'années

de toutes les cochonneries de votre sujet .. et le cout .. ça ça va intéresser de gens pendant des miliers d'années

bon la modération pourrait déplacer le sujet dans la bonne section du forum puisque les auteurs n'arrivent même plus à faire la différence ....

[invite14532198711]

Justement, avec la sur-génération, les déchets seront limité à 50 ans, c'est pas une bonne chose ça ?

Actualisez vos connaissance du nucléaire, vous etes obsolete et votre arrivée va encore faire partir en couille la discussion.
Actualisez également vos connaissances des semi-conducteurs et des traitements du verre des panneaux solaire.

Ce sujet peut être déplacé par la modération dans la section technologie, pourquoi pas.

[invite14532198711]

Cela montre aussi toute l'énergie disponible dans quelques m3 de combustible

On peut difficilement faire mieux je pense.

[ecolami]

alors la bravo .. tu tombes bien bas mais au moins tu es dans le sujet de ce forum le développement durable et l’écologie au sens noble du terme

mais bon pour le recyclage il n'y a aucun danger et un cout très bas on recycle le verre , l’aluminium et le cuivre et le silicium tous les jours

parle nous par contre

des toutes les non conformités cachés de la mafia du nucléaire et les magouilles d'areva et les sommes pharamineuses que l'on a paye et qu'il va falloir encore et toujours paye pendant des milliers d'années

Ta réponse montre que tu n'as pas lu (ou compris) l'article en allemand sur les panneaux photovoltaïques. Mais ça n'a pas d'importance parce que c'est totalement hors sujet dans cette discussion sur la fusion accidentelle d'un réacteur nucléaire.
Si j'ai mis dans CE forum ce sujet c'est qu'il concerne l'environnement. On pourrait l'avoir mis dans un forum technologie mais alors les réponses seraient faite dans un autre esprit...

[ecolami]

Justement, avec la sur-génération, les déchets seront limité à 50 ans, c'est pas une bonne chose ça ?

Actualisez vos connaissance du nucléaire, vous etes obsolete et votre arrivée va encore faire partir en couille la discussion.
(....)

Ce sujet peut être déplacé par la modération dans la section technologie, pourquoi pas.

Avec les déchets nucléaires il ne faut pas se faire d'illusion on ne sait pas accélerer la destruction radioactive DE TOUS les isotopes contenus. Non seulement on ne sait pas mais en plus on sait que ce ne seras pas possible.
Ce qui empêche de résoudre le problème est que lors d'une désintégration d'un isotope donné on sait quel nouvel atome (ou isotope) va se former et quelle sera sa période radioactive. Le gros problème est que cette période peut varier suivant les atomes ou isotope de quelques fractions de seconde a plusieurs milliards d'années. Donc il suffit que dans une chaine de désintégration qu'il apparaisse des isotopes a vie "trop longue" pour bloquer tous le processus. Aujourdhui on sait exactement sur quelle partie des déchets on a une chance d'accélerer la disparition de la radioactivité et, à contrario, sur quelle autre partie ce sera impossible. Ce n'est pas une question d'argent, c'est purement technique.
La surgénération peut effectivement agir sur la partie des isotopes dont je parlais avant: seulement cela nécessite que lors du traitement des combustibles usés on isole en plus du plutonium des "éléments actinides mineurs" ce qui complique les choses. Il ne faut pas exposer dans le surgénérateur des matières non radioactives qui le deviendraient ensuite!
Pour avoir une vision plus complète du sujet déchet nucléaire
Je regrette de faire encore du hors sujet en réponses....

[Regismu]

RE

je ne vais pas participer au sujet qui est complétement obsolète puisque tout le monde refuse et passe à autre chose dorénavant

mais ne pensez vous pas que vous vous êtes carrément trompe de section pour un post avec un sujet comme celui la ?


Forum: Environnement, développement durable et écologie

[Moinsdewatt]

je ne vais pas participer au sujet qui est complétement obsolète puisque tout le monde refuse et passe à autre chose dorénavant

Les Chinois ont un gros programme de construction de centrales nucléaire.

[Regismu]

Les Chinois ont un gros programme de construction de centrales nucléaire.

mettez des liens et des vrais chiffres car tout est à relativiser ou est le GROS programme de construction du nucléaire en Chine?

la realite :

https://www.lenergieenquestions.fr/tag/chine/page/2/

http://energie.lexpansion.com/energi...a-32-8164.html

http://www.transition-energetique.or...uvelables.html

[erik]

mettez des liens et des vrais chiffres car tout est à relativiser ou est le GROS programme de construction du nucléaire en Chine?

la realite :

https://www.lenergieenquestions.fr/tag/chine/page/2/

http://energie.lexpansion.com/energi...a-32-8164.html

http://www.transition-energetique.or...uvelables.html

C'est de la mauvaise fois ?? Il suffit d'aller sur le deuxième lien que tu donnes pour au final tomber sur la "réalité" :

Si ce pays (la Chine) n'a encore "que" 27 réacteurs en fonctionnement, totalisant 23 GWe, il en a 24 en construction (23 GWe aussi), largement plus du tiers de tous les réacteurs en construction dans le monde.

24 réacteurs en construction, un doublement de la production électro-nucléaire, on peut appeler ça un GROS programme de construction

[Regismu]

Bonjour

merci d'avoir pris le temps de lire

donc oui mais il y a aussi d'autres infos pour tout relativiser :

Avec 89,5 milliards de dollars consacrés l'an dernier aux énergies vertes, l'empire du Milieu a dépassé les États-Unis tout en restant le premier consommateur de charbon. Les capitaux engagés dans les énergies verts ont augmenté de 16 % en 2014 à travers le monde.

et surtout :

Avant l'accident de Fukushima en mars 2011, l'objectif de la Chine était d'arriver à une puissance installée de 86 gigawatts en 2020, contre seulement 12 gigawatts en 2011. Mais la presse officielle avait rapporté cet été que cet objectif avait été ramené à 40 gigawatts. Bien que la Chine soit le pays du monde qui construise le plus de centrales nucléaires, l'atome ne représente actuellement qu'un peu plus de 1 % de son "mix énergétique", qui reste largement dominé par le charbon (environ 70 %), suivi par l'énergie hydroélectrique (15 %).

En termes de capacités de production installées, la dynamique chinoise est également impressionnante. La Chine dispose de 109 gigawatts (GW) d'installations éoliennes et solaires, contre 78 GW aux États-Unis, loin encore des quelque 200 GW installés dans l'UE, selon les données du Gwec (association mondiale de l'éolien) et de l'Epia (Association européenne du photovoltaïque).

[WizardOfLinn]

Impressionnant ces puissances crête...

[Regismu]

mais on parle de .. la Chine ..

[ecolami]

Il y a-t- il un lien entre le titre de la discussion que j'ai commencée et ces considérations sur la chine ou d'autres pays? NON, aucun!
Pourquoi ne pas RE-commencer une discussion sur les EnR? Rien de plus facile. D'ailleurs on connait le résultat d'avance...

[Regismu]

alors dis le à ceux qui posent des questions.. moi je ne fais que répondre .. ..

et se poser la question de l’utilité de quelque chose pour eviter un risque accidentel avéré ..il me semble que l'on est dans la question ..

même si on est toujours pas dans la bonne section du forum