Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...

Chapitre I : Réacteur nucléaire rapide à gaz et cahier des charges de l’application
La France a exprimé un intérêt prioritaire pour les systèmes avancés à caloporteur gaz à très
haute température (VHTR) et à neutrons rapides avec recyclage intégral des actinides (GFR),
mais aussi pour le développement du système à neutrons rapides et caloporteur sodium (SFR).
A.1.2. Le réacteur à neutrons rapides refroidi par gaz
(RNR-G)
Le réacteur à neutrons rapides (RNR) refroidi au gaz (RNR-G) constitue une alternative au
RNR au sodium (RNR-Na) et représente une voie innovante dans la filière à neutrons rapides.
Intrinsèquement, même s’il est nettement moins bon caloporteur que le sodium, l’hélium
présente des caractéristiques attractives pour la conception et la sureté d’un réacteur car c’est
un gaz chimiquement inerte et transparent aux neutrons.
En outre, le RNR-G, capable de fonctionner à plus haute température (850°C), permettrait de
satisfaire des besoins autres qu’électrogènes comme la fourniture de chaleur pour des
procédés de production d’hydrogène ou de carburant de synthèse, voire pour d’autres
applications industrielles (dessalement de l’eau de mer, …), sans être dépendant des tensions
sur le coût de l’uranium. En revanche, ce concept ne bénéficie pas de retour d’expériences [4].
A.1.2.1. Le principe de fonctionnement
A.1.2.1.1. La réaction de fission nucléaire [5]
La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d’un atome lourd (généralement les
noyaux d’uranium ou de plutonium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers. Cette
réaction nucléaire se traduit aussi par l’émission de neutrons et un dégagement d’énergie très
important (≈ 200 MeV par fission).
Il existe deux types de fission : la fission spontanée et la fission induite. La fission nucléaire
spontanée met en jeu la désintégration naturelle d’un noyau atomique, en plusieurs fragments,
sans absorption préalable d’un corpuscule. Ce type de fission n’est possible que pour les
noyaux extrêmement lourds, car l’énergie de liaison par nucléon est alors plus faible que pour
les noyaux moyennement lourds nouvellement formés.
La fission induite, utilisée dans les réacteurs nucléaires, a lieu lorsqu’un noyau lourd capture
une autre particule (généralement un neutron) et que le noyau nouvellement formé se
désintègre en plusieurs fragments. Les noyaux atomiques fissibles appartiennent
obligatoirement à la famille des actinides (éléments chimiques compris entre l’actinium et le
lawrencium et possédant un numéro atomique entre 89 et 103 inclus), cependant l’ensemble
de ces éléments ne réagit pas de la même façon vis-à-vis de neutrons incidents au cœur d’une
centrale nucléaire. Les principaux noyaux fissibles sont l’uranium-233, l’uranium-235, le
plutonium-239 et le plutonium-241. Il est également possible de fissionner, dans une moindre
mesure, le protactinium-230, le neptunium-236 et l’américium-242.
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