Optimisation par simulation du couplage entre un reacteur sous-critique et sa source de spallation. Application a un demonstrateur

par Denis Kerdraon

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Roger Brissot.

Soutenue en 2001

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Les reacteurs hybrides, bases sur le couplage entre un accelerateur de particules et un cur sous-critique via une cible de spallation, presentent des possibilites de reduction de la radiotoxicite des dechets nucleaires de haute activite et a vie longue promis au stockage. Les differents concepts proposes ces dernieres annees dans la communaute scientifique montrent la necessite de realiser un demonstrateur. Ce travail de these a porte sur l'optimisation par simulation monte carlo a l'aide du code mcnpx, de la neutronique d'un tel systeme dans le but de la realisation d'un reacteur pilote. Tout d'abord, nous avons indique les principales caracteristiques neutroniques d'un reacteur hybride avant de presenter le concept de demonstrateur refroidi au gaz base sur le remontage effectue par la societe framatome. Nous avons caracterise puis optimise la neutronique a travers la geometrie et les materiaux utilises pour ce demonstrateur. Dans le cadre de l'incineration des actinides mineurs, nous avons calcule l'evolution des combustibles envisageables suivant les phases de demonstration prevues. Les grandeurs caracteristiques liees a l'incineration des actinides mineurs sont rapportees. En vue de la transmutation du 9 9tc et de l'1 2 9i, nous avons calcule les temps caracteristiques et les taux de transmutation a l'equilibre. D'autre part, nous avons analyse le passage du demonstrateur vers un reacteur incinerateur de puissance a partir de criteres physiques tels que les facteurs de forme et les niveaux de flux. A partir de cette analyse, des solutions innovantes sont proposees pour ameliorer les facteurs de forme d'un incinerateur de puissance. Enfin, dans des perspectives a plus long terme, l'utilisation des reacteurs hybrides dans le cadre de la generation d'2 3 3u pour accelerer le demarrage d'une filiere de reacteurs a sels fondus basee sur le cycle 2 3 2th/ 2 3 3u a ete exploree et s'avere particulierement efficace.

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Informations

  • Détails : 202 p.
  • Annexes : 87 ref.

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  • Cote : 2001/KER
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