Spectrométrie gamma haute résolution et hauts taux de comptage sur primaire de réacteur de type génération 4 au sodium liquide

par Romain Coulon

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Gilles Ban.

Soutenue en 2010

à Caen .

mots clés

• Réacteurs à neutrons rapides
• Spectrométrie gamma
• Produits de fission
• Analyse par activation
• Spectroscopie à haute résolution
• Traceurs radioactifs

Résumé

Les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium sont en développement en vue d'assurer une quatrième génération de réacteurs répondant à la demande énergétique, tout en assurant la préservation des ressources d'uranium par un fonctionnement en surgénérateur. L'objectif de la filièere est également d'améliorer la gestion de la radiotoxicité des déchets produits par transmutation des actinides mineurs et de contrôler la non-prolifération par un fonctionnement en cycle fermé. Une instrumentation de surveillance et de contrôle de ce type de réacteur a été étudiée dans cette thèse. La spectrométrie gamma de nouvelle génération permet, par les hauts taux de traitement aujourd'hui accessibles, d'envisager de nouvelles approches pour suivre avec une précision accrue la puissance neutronique et de détecter plus précocement des ruptures de gaine combustible. Des simulations numériques ont été réalisées et une campagne d'essai a été menée à bien sur le réacteur Phénix de Marcoule. Des perspectives prometteuses ont été mises en exergue pour ces deux problématiques.

Titre traduit

High energy resolution and high count rate gamma spectrometry mesurement of primary coolant of generation 4 sodium-cooled fast reactor

Résumé

Sodium-cooled Fast Reactors are under development for the fourth generation of nuclear reactor. Breeders reactors could gives solutions for the need of energy and the preservation of uranium resources. An other purpose is the radioactive wastes production reduction by transmutation and the control of non-proliferation using a closed-cycle. These thesis shows safety and profit advantages that could be obtained by a new generation of gamma spectrometry system for SFR. Now, the high count rate abilities, allow us to study new methods of accurate power measurement and fast clad failure detection. Simulations have been done and an experimental test has been performed at the French Phénix SFR of the CEA Marcoule showing promising results for these new measurements.