Surgénérateur
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Surgénérateur



  1. #1
    skedo

    Surgénérateur


    ------

    Bonjour !

    Concernant les réacteurs nucléaire de génération IV (surgénérateurs), quel serait le facteur limitant au niveau des matières fissiles* , pour la diffusion rapide de ce type de réacteur, si la décision en était prise ?

    * il faudrait, parait-il, des centrales de génération III au préalable, pour alimenter ces centrales génération IV.
    Alors qu'au contraire, je pensais que nous regorgions de matière fissile pouvant les alimenter ???

    Pouvez vous m’éclaircir sur le sujet SVP.

    Par avance merci.

    -----

  2. #2
    XK150

    Re : surgénérateur

    Bonjour ,

    Au plus simple ,on démarre les RNR avec du Pu .
    Les réacteurs à eau actuels en produisent environ 10 tonnes par an , ceci depuis les années 70 .
    Le combustible MOX en consomme un peu .
    Donc , le stock civil et militaire français est de x tonnes , valeur que je ne connais pas .Pour le civil , on doit trouver des valeurs dans ce document :
    https://www.senat.fr/rap/o97-612/o97-612_mono.html

    Bref , on pourrait donc démarrer en France plusieurs RNR , qui , comportant du 238U ( stock illimité : 330 000 tonnes ) en couverture ( autour du coeur Pu )
    se transmutera peu à peu en Pu . Il produit son propre combustible , d'où le nom de surgénérateur .

    Pour moi , aujourd'hui toutes les bonnes résolutions internationales sont tombées à l'eau , on ne parle plus de ces " générations " .
    L'abandon d' Astrid ( arrivé au stade de l'avant projet définitif ) dont la France avait la charge de construire , porte un coup fatal à la filière RNR .
    Il n'y aura pas de RNR en France ( au moins avant plusieurs décennies ).
    On parle d'une série de 5 EPR pour remplacer à l'horizon 2030, les EDF REP qui seraient les plus fatigués ...

  3. #3
    penthode

    Re : surgénérateur

    Un premier ministre a sabré cette filière pour se faire élire président, il a été battu quand même

    Il faudra le juger un jour
    [b]le bon sens est un fardeau, car il faut s'entendre avec ceux qui ne l'ont pas [/b]

  4. #4
    skedo

    Re : surgénérateur

    Merci de cette réponse simple , claire, et rapide !

    Dans l'idée de démarrer un parc mondial, disons Européen pour commencer, le Pu serait sans doute un facteur limitant (à l'estime) ?

    A+

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    penthode

    Re : surgénérateur

    Le savoir-faire c'est hélas perdu

    Regarde la foirade ridicule de l'EPR
    Dernière modification par penthode ; 06/01/2020 à 19h22.
    [b]le bon sens est un fardeau, car il faut s'entendre avec ceux qui ne l'ont pas [/b]

  7. #6
    XK150

    Re : surgénérateur

    Citation Envoyé par skedo Voir le message

    Dans l'idée de démarrer un parc mondial, disons Européen pour commencer, le Pu serait sans doute un facteur limitant (à l'estime) ?

    A+
    Question difficile mais voici des éléments techniques ( qui rejoignent les précédents ) :

    Il faut environ 10 tonnes de Pu par réacteur RNR de 1000MWe ( électrique ) ,
    C'est à peu près la quantité formée dans un réacteur à eau de même puissance pendant 50 ans .
    Sans compter sur nos voisins européens ( qui n'ont pas grand chose , sauf GB , faut il compter la GB ? )
    la France devrait pouvoir fournir au moins 50 charges initiales , si nécessaire .

    " Il faudrait pouvoir déployer , par prudence , la filière RNR vers 2040 " document CEA de l'été 2007 !!!

    Tout cela est remplacé par le beau temps , la pluie et le vent ....

  8. #7
    skedo

    Re : surgénérateur

    Merci encore.
    Citation Envoyé par XK150 Voir le message

    Il faut environ 10 tonnes de Pu par réacteur RNR de 1000MWe ( électrique ) ,
    ...
    la France devrait pouvoir fournir au moins 50 charges initiales , si nécessaire .
    Ah oui c'est quand même long pour avoir le Pu nécessaire pour chaque RNR.

    Y a-t-il moyen d'aller plus vite avec des RNR en place, pour disposer de Pu pour d'autres RNR ?


    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    " Il faudrait pouvoir déployer , par prudence , la filière RNR vers 2040 " document CEA de l'été 2007 !!!

    Tout cela est remplacé par le beau temps , la pluie et le vent ....
    Oui, hélas...

  9. #8
    XK150

    Re : surgénérateur

    Citation Envoyé par skedo Voir le message

    Y a-t-il moyen d'aller plus vite avec des RNR en place, pour disposer de Pu pour d'autres RNR ?
    Re ,

    Oui , la réponse est caché au post 2 : si grâce à la couverture en 238U , vous produisez la même quantité de Pu que celle consommée ,vous êtes en iso-génération .
    Si vous produisez plus de Pu que ce que vous consommez , vous êtes en sur-génération . Le but est bien d'être en surgénérateur .
    Bien , il y a des limites à la quantité de 238U qui pourra être introduite et les temps de transmutation sont longs .

    Tout cela faisait partie d'une stratégie internationale avec un réacteur RNR monotype ( ASTRID ) , genre Meccano qui aurait équipé tous les pays demandeurs .
    Le combustible aurait été prêté puis récupéré par un groupe de pays sûrs sous contrôle international , genre AIEA .
    Un peu utopique , même dans les années 2000 , on butait déjà sur le fait de disperser le Pu qui aurait pu être utilisé à d'autres fins .
    Cela ne s'est pas arrangé depuis ....

  10. #9
    skedo

    Re : surgénérateur

    Dites vous que vous faites un heureux, je comprends enfin tout !
    Citation Envoyé par XK150 Voir le message

    Bien , il y a des limites à la quantité de 238U qui pourra être introduite et les temps de transmutation sont longs .
    Pour avoir un ordre de grandeur, en combien de temps un RNR pourrait créer suffisamment de Pu pour un nouveau RNR ?
    J'imagine que se faisant, le premier RNR produit de l’électricité ?

    Je comprends que le Pu soit un risque de prolifération des armements, c'est ennuyeux...

    Et pour le Thorium, quelles sont les différences ?

  11. #10
    XK150

    Re : surgénérateur

    Votre question introduit la notion ( simple ) du " facteur de conversion " .

    Je ne connais pas la valeur actualisée pour ASTRID , par exemple , mais à l'époque de Superphénix , un réacteur RNR " couvert " au mieux ,
    c'est à dire avec une couverture radiale et axiale en 238U fertile , avait un facteur de conversion de 1.2 .
    Vous pouvez considérer ce facteur comme instantané ou intégré sur une certaine durée , celle de la combustion d'un coeur , par exemple :
    - En instantané , pour un noyau de Pu consommé , vous produisez 1.2 nouveaux noyaux de Pu .
    - Intégré sur un cycle , si vous consommez une charge initiale de 10 tonnes de Pu ( en produisant de l'électricité , but premier... ), vous en produisez 12 tonnes .

    Je vois votre prochaine question : oui , mais alors en combien de temps ?
    Ordre de grandeur seulement ( mais qui se calcule sans problème ) :
    10 tonnes de Pu devraient fournir environ 1000 MWe ( électrique ) pendant 3 à 4 ans , en produisant donc 12 tonnes de nouveau Pu en couverture .

  12. #11
    skedo

    Re : Surgénérateur

    Tout s’éclaire !
    Un petit doute tout de même.

    Il faut 10t de Pu pour le fonctionnement du réacteur.
    Il produit 12t de Pu en 3 ou 4 ans mais il consomme pendant ce temps, les 10 premières tonnes.
    Le gain en Pu est bien de 2t en 3 ou 4 ans et pas 12t ?

    Il faut 5 RNR pendant 3 ou 4 ans, pour avoir de quoi démarrer un nouveau RNR ?

  13. #12
    XK150

    Re : Surgénérateur

    Citation Envoyé par skedo Voir le message
    Tout s’éclaire !
    Un petit doute tout de même.

    Il faut 10t de Pu pour le fonctionnement du réacteur.
    Il produit 12t de Pu en 3 ou 4 ans mais il consomme pendant ce temps, les 10 premières tonnes.
    Le gain en Pu est bien de 2t en 3 ou 4 ans et pas 12t ?

    Il faut 5 RNR pendant 3 ou 4 ans, pour avoir de quoi démarrer un nouveau RNR ?
    Oui , c'est juste . Mon message :

    " vous consommez la charge initiale de 10 tonnes en en produisant 12 tonnes " .
    Dernière modification par XK150 ; 07/01/2020 à 16h33.

  14. #13
    skedo

    Re : Surgénérateur

    Parfait, merci de la patience.

    Si je résume la filière RNR est une solution intéressante car elle permettrait d'alimenter en énergie toute la planète (vu les stocks d'U238, voire de Th) et ce pendant longtemps.( +1000 ans, je crois)

    En dehors de tout avis politique, le risque de prolifération d'armes nucléaires avec le Pu est un facteur de risque.(dans l'objectif de généraliser les RNR a la planète)

    Egalement la quantité de Pu disponible est aussi un facteur limitant, pour une diffusion massive et rapide de cette technologie.

    Au niveau déchets, ça donne quoi ?

  15. #14
    Black Jack 2

    Re : Surgénérateur

    Bonsoir,

    Il faut aussi prendre en compte les risques d'accidents et surtout leurs conséquences possibles.

    Piqué sur le net :

    D’autre part la technologie du surgénérateur ne laisse pas de droit à l’erreur. Un défaut de refroidissement du réacteur peut se traduire par une augmentation de réactivité et donc de puissance. Si, pour une raison quelconque (secousse sismique par exemple) les assemblages combustibles se rapprochaient les uns des autres ou si, à la suite d’une fusion partielle, les combustibles se rassemblaient dans une région du cœur, la formation de masses critiques conduisant à une accélération de la réaction en chaîne (excursion nucléaire) et libérant une grande quantité d’énergie sous forme explosive est envisageable. Un tel accident conduirait, en cas de rupture de l’enceinte de confinement, à la diffusion d’aérosols de plutonium hautement toxiques dans l’atmosphère.

    "Ne pas penser qu'il n'y a qu'à ..." pour amener les risques à un niveau acceptable, c'est quoi "acceptables" quand les conséquences de l'accident majeur peuvent être colossales ?

  16. #15
    XK150

    Re : Surgénérateur

    Au sujet des déchets ultimes :

    Les produits issus de la fission 235U ou Pu sont pratiquement les mêmes .
    Seulement le combustible usé RNR contient encore du Pu et pour des raisons technologiques , on peut extraire 5 fois plus d'énergie d'un coeur RNR que d'un coeur REP .
    Donc , le combustible usé est 5 fois plus radioactif ET contient du Pu .
    Qui dit Pu , dit précautions contraignantes et surcoût , aussi bien à l'élaboration du combustible neuf qu'au retraitement .
    Le combustible MOX actuel revient 4 fois plus cher que le combustible 235U classique à l'élaboration , sans que le coût matière soit différent ...
    Le procédé de retraitement et de séparation des isotopes à garder par rapport aux déchets ultimes est connu et universel depuis 1945 , c'est le procédé " Purex " .
    https://fr.wikipedia.org/wiki/PUREX

    Donc , dans le même esprit que le post 8 , après avoir été prêté aux pays qui en avait besoin , le combustible usé revenait dans un pays " sûr " ,
    pour y être entreposé et retraité . Evidemment , vu l'échelle des besoins , cette usine de retraitement restait à construire .

  17. #16
    skedo

    Re : Surgénérateur

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Au sujet des déchets ultimes :
    ...
    Parfait, merci beaucoup.
    et concernant les risques évoqués par Black Jack 2 ici
    https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post6491634
    sont ils exagerés ou bien fidèles à la réalité ?

  18. #17
    XK150

    Re : Surgénérateur

    Ma réponse personnelle courte : Dans le nucléaire plus qu'ailleurs , les précautions sont adaptées aux risques .
    Je n'entre pas dans ce genre de débat qui devient trop vite passionnel , celui des pour ou contre .
    Revenez avec des questions techniques précises ... Je tente une réponse , au mieux ...

    Un bon document illustré sur le sujet ( de 2010 ... ) :https://www.univ-reims.fr/minisite_3...1217/25293.pdf

  19. #18
    Archi3

    Re : Surgénérateur

    La physique dit qu'un réacteur Pu-Na a un coefficient de vide positif, c'est à dire qu'une perte accidentelle de Na liquide accélère la réaction de fission au lieu de la ralentir. Contrairement aux réacteurs à eau où la perte d'eau ralentit la fission, l'eau agissant comme modérateur (modérateur de vitesse des neutrons, mais ça accélère la réaction de fission). Bref alors que les réacteurs à eau ne peuvent fonctionner qu'avec de l'eau, et s'arrêtent spontanément en son absence, ce n'est pas vrai pour un surgénérateur PuNa. (ce qui n'empêche quand meme pas un réacteur à eau de fondre en cas d'arrêt de refroidissement, comme on l'a vu à TMI ou à Fukushima, avec la chaleur résiduelle de la radioactivité des fragments de fission). Tchernobyl était un réacteur graphite gaz qui avait aussi un coefficient de vide positif, et c'est une vraie excursion nucléaire qui a eu lieu.

    Bref les surgénérateurs Pu Na ont bien un risque d'excursion nucléaire en cas de perte de Na liquide.

    Ce n'est pas le cas des éventuels réacteurs à sels fondus au thorium, mais on ne peut pas en démarrer beaucoup rapidement actuellement et la filière est encore un projet de recherche.

  20. #19
    XK150

    Re : Surgénérateur

    Non , ce n'était plus le cas pour Astrid ( et pour les suivants ...) : on sait faire maintenant les coeurs RNR à coefficient de vide négatif :

    Le projet Astrid intègre des solutions technologiques visant à améliorer la sûreté en comparaison avec les réacteurs précédents41.

    La géométrie du cœur a été conçue de façon à avoir un coefficient de vide négatif, permettant un arrêt de la réaction en chaîne dans une situation de perte de sodium primaire, même dans la situation hypothétique où aucun système de protection ne fonctionnerait, malgré leur redondance et leur diversification.
    Wiki et autres

  21. #20
    Archi3

    Re : Surgénérateur

    Intéressant, l'information me venait d'un physicien nucléaire qui m'avait parlé d'une résonance du sodium conduisant inévitablement à une diminution de la réactivité et donc une augmentation en cas de perte du sodium.
    Apparemment effectivement Astrid prévoyait une solution un peu compliquée pour y faire face.
    http://www.cea.fr/multimedia/Documen...s/Tome%203.pdf
    l’adoption du concept, dit de plénum sodium, qui se matérialise sous la forme d’une cavité remplie de sodium en temps normal, placée au-dessus du faisceau d’aiguilles à l’intérieur des assemblages combustibles. Ce plénum, en situation vidangée suite à la perte partielle du sodium du cœur, favorise la fuite des neutrons hors du cœur. L’innovation du cœur CFV réside dans la combinaison de ce concept de plénum sodium avec le concept de géométrie hétérogène du cœur (présence d’une plaque fertile placée à environ mi-hauteur du cœur) et avec la disposition de cœur dit en « creuset » (différenciation entre les hauteurs des zones fissiles interne et externe). Une plaque d’absorbant est également disposée au-dessus du plénum sodium. Cette combinaison permet d’exacerber l’effet de fuite des neutrons du plénum (augmentation d’un facteur 3 par rapport à une configuration avec uniquement le plénum sodium) et permet de ce fait, de contrebalancer l’apport positif de réactivité dû à la vidange de la seule zone combustible. Ainsi, l’effet en réactivité lié à la vidange globale du sodium devient négatif. Il faut également rappeler que tous ces effets de contre-réaction commencent à intervenir avant l’ébullition du sodium, dès sa dilatation sous l’effet d’un échauffement.
    reste à savoir si ce beau système est 100 % sûr , l'expérience des incidents majeurs nucléaires montre qu'on ne pense pas forcément à tout ...

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