exotic nuclei structure and reaction noyaux exotiques ... - IPN - IN2P3

ENERGY AND ENVIRONMENT
The increasing energy demand, combined with climate constraints led to a study of a world energy
landscape to the horizon 2050. A detailed analysis of energy needs, available resources and
geographical distribution of the populations led to the construction of an energy bouquet, which allows
to answer the various societal constraints. One of the conclusions is that it will be necessary to increase
the part of the nuclear energy in the world energy mix. In this frame, and in order to minimize the
uranium resource, a study is in progress on sodium cooled reactors allowing the use of thorium fuels.
Besides, the possibility of the coupling in a reactor between the neutronic and thermo-hydraulic
phenomena has been shown. At last, experimental studies at the nTOF line of CERN on neutron
induced fission have been done on isotopes of interest both for thorium cycle and transmutation of
nuclear waste.
The fields of the radiochemistry group concern essentially the physico-chemical properties of
actinides and fission products. Five main research topics are thus developed :
• Synthesis of solids (oxide, carbide) for new potential fuels. Dissolution mechanism studies and
irradiation effects
• Mechanism studies of radionuclides at the interface solid/solution (temperature effects, heat
measurements, interactions with organic matter)
• Thermodynamic data base of relevant actinides such as protactinium(V) at tracer scale
• Electrochemical and spectroscopic studies of uranium in room temperature ionic liquids
• Thorium molten salt electrochemical investigations.
ENERGIE ET ENVIRONNEMENT
La demande croissante en énergie, combinée aux contraintes climatiques ont conduit à mener une
réflexion sur le paysage énergétique mondial à l’horizon 2050. Une analyse détaillée des besoins en
énergie, des ressources disponibles et de la répartition géographique des populations a conduit à la
construction d’un bouquet énergétique, qui permet de répondre aux différentes contraintes sociétales.
Une des conclusions est qu’il sera nécessaire d’augmenter la part de l’énergie nucléaire dans le mix
énergétique mondial. Dans ce cadre, et afin de réduire la consommation de minerai d’uranium, une
étude est menée sur les réacteurs refroidis au sodium permettant l’utilisation de combustibles au
thorium. Par ailleurs, la faisabilité du couplage entre les phénomènes neutroniques et de thermohydrauliques
présents dans un réacteur a été montrée. Enfin, des études expérimentales auprès de la
ligne nTOF du CERN de mesures de sections efficaces de fission d’intérêt pour le cycle du thorium et
pour la transmutation complètent ces travaux.
Les recherches, conduites par le groupe de radiochimiste du laboratoire, concernent principalement
les propriétés physico-chimiques des actinides et des produits de fission et s’orientent selon cinq axes
principaux:
• L’élaboration de solides, oxyde et carbure d’uranium, en tant que futur combustible. Le
comportement vis-à-vis de la corrosion et de l’irradiation, en vue de leur stockage ou de leur
retraitement.
• Les mécanismes régissant la rétention des radionucléides dans les sols (chaleurs associées,
effets de la température et de la matière organique)
• La thermodynamique des actinides en solution (entre autres, protactinium à l’échelle des traces)
• Le comportement électrochimique et spectroscopique de l’uranium dans les liquides ionique
s’étude électrochimique des sels de fluorure de thorium fondus.
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