Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
La filière nucléaire française est ainsi mobilisée pour permettre à la France d’être l’un
des premiers pays à exploiter un réacteur de quatrième génération :
−
−
le CEA, chef de file, EDF et AREVA préparent ensemble la construction d’un
démonstrateur industriel de RNR-Na d’une puissance de 600 MW électriques
(MWe), ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial
Demonstration), avec un objectif de mise en service à l’horizon 2020 ; d’autres
industriels participent à ces études : Alstom, Comex Nucléaire, Bouygues ;
en ce qui concerne les réacteurs rapides au gaz, est envisagée dans le cadre
d’une collaboration avec la Hongrie, la République tchèque et la Slovaquie, la
construction dans l’un de ces trois pays d’un réacteur expérimental d’une
puissance de 80 MW thermiques (MWth), Allegro.
Les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium
Ces réacteurs sont depuis les années 1950 l’objet de recherche et développement
dans la plupart des grands pays nucléarisés. Leur faisabilité technique est aujourd’hui
démontrée puisqu’ils ont été exploités notamment en France, aux États-Unis, au
Japon, au Royaume-Uni, en Russie, en Inde, au Kazakhstan et en Chine. Quelques
réacteurs sont d’ailleurs toujours en fonctionnement en Russie, en Inde et en Chine.
Deux réacteurs de ce type sont aujourd’hui arrêtés au Japon, suite à des incidents. Un
réacteur de 800 MWe est en construction et doit être mis en service dans les
prochaines années en Russie, un réacteur de 1 200 MWe étant prévu par la suite. Un
prototype de réacteur à neutrons rapides d’une capacité de 500 MWe est également
en construction dans le sud de l’Inde depuis 2004 et devrait entrer en service en 2012.
Deux autres RNRs, têtes de série du réacteur commercial, sont programmés pour
entrer en service vers 2018 sur le même site.
La France a construit et exploité trois réacteurs de ce type : d’abord, un réacteur
expérimental Rapsodie d’une puissance de 40 MWth puis un prototype industriel,
Phénix, d’une puissance de 233 MWe et mis en service industriel en 1974. Enfin, un
réacteur commercial, Superphénix, d’une puissance de 1 200 MWe, a été relié au
réseau en 1986 avant d’être arrêté définitivement en 1998.
Aucun des réacteurs rapides au sodium construits à ce jour ne répond cependant aux
critères caractérisant les réacteurs RNR-Na de quatrième génération tels que définis
par le Forum Génération IV. L’expérience tirée des différents réacteurs exploités
jusqu’ici n’en sera pas moins précieuse dans le cadre des travaux de recherche et
développement qui permettront aux futurs RNR-Na d’atteindre les objectifs de la
quatrième génération.
Le principe de fonctionnement d’un réacteur à neutrons rapides au sodium est
fondamentalement le même que celui de tout réacteur nucléaire classique : la fission
des noyaux du combustible, amorcée par un bombardement neutronique, libère de
l’énergie ainsi que des neutrons qui vont à leur tour pouvoir provoquer d’autres
réactions de fission entretenant ainsi la réaction en chaîne. Il existe cependant une
différence fondamentale entre les RNR et les réacteurs à eau sous pression
d’aujourd’hui. Dans un REP, les neutrons impliqués dans la réaction en chaîne sont de
faible énergie car ralentis à l’aide d’un modérateur (l’eau, dans ce cas) ce qui permet
d’utiliser des combustibles enrichis à moins de 5 % en uranium 235 ( 235 U) ou de l’ordre
de 8 % à 10 % en plutonium pour les MOX. Dans un RNR, les neutrons impliqués
dans les réactions de fission sont nettement moins modérés et donc de beaucoup
Centre d’analyse stratégique - 68 - Août 2012
www.strategie.gouv.fr