L'expérience GUINEVERE : Détermination de la réactivité d'un réacteur sous-critique piloté par accélérateur par la méthode 'K prompt'

par Henry-Emmanuel Thyébault

Thèse de doctorat en Physique subatomique et astroparticules

Sous la direction de Johann Collot et de Jacques Fouletier.

Soutenue le 08-07-2014

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (Grenoble) (équipe de recherche) .

Le président du jury était Christophe Furget.

Les rapporteurs étaient Gérald Rimpault, Jean-Claude Angélique.


  • Résumé

    En vue de permettre l'incinération des déchets nucléaires à vie longue, les réacteurs sous-critiques pilotés par accélérateur, plus communément dénommés ADS (Accelerator Driven System), sont l'une des solutions envisagées. Afin de permettre le monitorage de la puissance et donc le pilotage de tels systèmes, de multiples méthodes d'extraction de la réactivité ont été développées pendant les soixante dernières années. La méthode « kprompt », dernière en date, a démontré de multiples avantages et avait donné d'excellents résultats lors de l'expérience MUSE-4 dans le début des années 2000. Cette méthode, reposant sur la détermination de la distribution du temps de vie de fission intergénération, ne nécessite pas l'accès à la configuration critique pour la calibration (comme dans la méthode MSM) mais également l'investigation des taux de comptage sur de longs temps (comme dans la méthode des Aires). Sa robustesse, vis-à-vis de plusieurs facteurs physico-chimico-géométriques, a été éprouvée et confirmée pour le cas de l'expérience GUINEVERE. Par comparaison des résultats obtenus avec les méthodes usuelles de détermination de la réactivité, nous avons réussi à appliquer la méthode « kprompt » de façon satisfaisante aux différentes expériences dynamiques que sont les PNS et les Beam Trips. Finalement, suite à cette transposition de la méthode « kprompt » avec succès à l'expérience GUINEVERE, l'étape suivante consistera en son application au démonstrateur de puissance que sera le projet MYRRHA.

  • Titre traduit

    The GUINEVERE Experiment : Determination of the reactivity of an accelerator driven sub-critical reactor using the 'k prompt' method


  • Résumé

    In order to allow the incineration of the long-lived nuclear wastes, the sub-critical reactors, more commonly named ADS (Accelerator Driven System), is one of the proposed solutions. To allow the monitoring of the power and therefore the control of such systems, several methods, developed during the last sixty years, give the reactivity. The last in date method, called « kprompt » method, has demonstrated many advantages and gave excellent results during the MUSE-4 experiment in the early 2000s. This method, based on the determination of the intergeneration fission lifetime distribution, does not require the access to the critical configuration for calibration (as for the MSM method) and the investigation of the counting rate on long times (as for the Area method). Its robustness, regarding several physical-chemical-geometrical factors, was tested and confirmed in the case of the GUINEVERE experience. By comparing the results obtained with the usual methods of reactivity determination, we applied adequately the « kprompt » method to the different dynamical experiments, the so-called PNS and Beam Trips. Finally, following the successfully transposition of the « kprompt » method to the GUINEVERE experience, the next step, in its application, will be to the power demonstrator MYRRHA.

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