RÉACTEURS NUCLÉAIRES À SELS FONDUS

Les axes de recherche

Diverses études par simulation ont permis d'optimiser la configuration du T.M.S.R.-N.M., en prenant en compte les paramètres importants du réacteur :

– la composition du sel combustible qui contient essentiellement du fluorure de lithium (LiF, 77,5 p. 100) et du fluorure de thorium (ThF₄, 20 p. 100), ainsi qu'un composant fissile comme le fluorure d'uranium (UF₃, 2,5 p. 100). La proportion relative entre le lithium et les noyaux lourds (thorium et uranium, ainsi que d'autres actinides – Pa, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf – formés au cours du fonctionnement du réacteur) influence le spectre neutronique et les propriétés physico-chimiques du sel ;

– les performances du retraitement du combustible associées au réacteur qui influent sur les capacités de production de matière fissile ;

– les coefficients de sûreté qui, lorsqu'ils sont négatifs, assure un comportement stable du réacteur même en cas de dysfonctionnement grave ;

– les capacités de régénération – c'est-à-dire la quantité de matière fissile produite ramenée à celle qui est consommée – et donc de déploiement de la filière.

Ces simulations du comportement d'un cœur nucléaire et du suivi de son évolution sont basées sur le couplage entre un code de transport de neutrons et un code d'évolution du combustible développé au L.P.S.C. et des matériaux présents dans le réacteur. Ces travaux s'effectuent en interactions étroites avec des spécialistes, tant nationaux (C.N.R.S., universités, C.E.A., E.D.F.) qu'internationaux (Europe, États-Unis, Russie, Japon), pour ce qui est des matériaux de structure du réacteur, de la pyrochimie pour les capacités de retraitement du combustible et de la thermohydraulique pour la circulation du sel combustible. Le C.N.R.S. a ainsi mis en place un Programme commun de recherche sur les R.S.F. (P.C.R.-R.S.F.) qui regroupe ses départements de physique nucléaire, de chimie et de sciences de l'ingénieur. Ce programme permet de coordonner les études neutroniques avec celles qui visent à démontrer la faisabilité du retraitement envisagé, et en particulier les étapes clés que sont l'extraction des produits de fission non solubles dans le sel par bullage d'hélium dans le cœur, la fluoration des uraniums, neptunium et plutonium pour les retirer du sel avant son retraitement et la pyrochimie qui permet l'extraction des produits de fission solubles dans le sel.