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Le laboratoire Subatech poursuit des recherches sur un nouveau type de réacteur nucléaire « de 4ème génération », le réacteur « à sels fondus » (RSF) qui pourrait offrir plusieurs avantages : sûreté accrue, meilleure gestion des déchets radioactifs… Subatech participe notamment à différents projets dédiés à ces RSF.
Quel réacteur nucléaire pour demain ?
Quelle technologie sera la plus à même de contribuer à l’approvisionnement en énergie du pays, tout en offrant un maximum de garanties en termes de sûreté comme de gestion des déchets ? À l’heure où la relance de la filière nucléaire est à l’ordre du jour, ces questions se posent avec acuité.
Un modèle semble tenir la corde aujourd’hui : le réacteur « à sels fondus » (RSF). Une technologie sur laquelle travaille, depuis 2015, Lydie Giot, enseignante-chercheur au laboratoire Subatech, placé sous la triple tutelle du CNRS, de Nantes Université et d’IMT Atlantique. Spécialiste des questions de sûreté nucléaire liées à la puissance résiduelle, Lydie Giot est aussi experte auprès de l’AIEA (Agence Internationale de l’Energie Atomique) et de la NEA (Agence pour l’Energie Nucléaire de l’OCDE).
Lydie Giot, enseignante-chercheuse à Subatech
Ce RSF appartient à la « 4ème génération » des réacteurs nucléaires. Celle qui devrait succéder aux modèles graphite/gaz (1ère génération, en cours de démantèlement), aux réacteurs à eau pressurisée ou bouillante (2ème génération, la plus répandue dans le monde), et aux EPR (3ème génération - en réalité, une évolution de la précédente).
« Ce concept de « 4ème génération », qui marque une vraie rupture technologique, n’est pas nouveau, indique Lydie Giot. Il a été imaginé en laboratoire dès les années 1960 aux Etats-Unis, mais laissé de côté faute de financement. » Principale caractéristique de ce type de réacteur : le combustible est dissous dans des sels fondus. Différentes variantes sont à l’étude, selon le type de sel (fluorure, chlorure), le recours à un élément modérateur comme le graphite (modèle « à neutrons thermiques ») ou non (réacteur « à neutrons rapides »), ou le combustible utilisé (235U, plutonium, 233U ou 241Am …).
Suite de l'article .... https://www.imt-atlantique.fr/fr/actualites/reacteurs-nucleaires-sels-fondus
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L'IN2P3 et Framatome viennent de conclure un protocole de collaboration qui mobilise 3 laboratoires de l’IN2P3, le LPSC à Grenoble, l’IJCLab à Orsay, Subatech à Nantes, et l’École de Design de Framatome, nouvelle entité créée début 2020 et intégrée au centre de compétences Réacteurs Avancés de Framatome.
Les chercheurs de Subatech impliqués : Axel Laureau et Lydie Giot de l'équipe Structure et Energie Nucléaires (SEN)
Accès au communiqué de presse de l'IN2P3, coordonné par Sébastien Incerti, directeur adjoint scientifique IN2P3:
https://in2p3.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/lin2p3-collabore-avec-lecole-de-design-de-framatome-sur-les-reacteurs-avances
Etaient présents ou représentés lors du lancement de la collaboration : de gauche à droite, Sébastien Incerti (IN2P3), Axel Laureau (Subatech),
Patrice Verdier (IN2P3), Elsa Merle (LPSC), Jean-Marie Hamy (Framatome), Bernard Carluec, Florian Vaiana, Alexandre Dauphin (Framatome)
et en distanciel : Lydie Giot (Subatech) et Jean-Christophe Blanchon (CORYS)
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Contact :
Lydie Giot, Laboratoire SUBATECH Laboratory, CNRS-IN2P3, 4 rue Alfred Kastler, 44307 Nantes, France, Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Decay heat is the heat released after the reactor shutdown as a result of radioactive decays of the fuel isotopes and delayed fissions. The determination of decay heat is a major safety issue for a reactor in operation or in accidental conditions but also for the transport of burnt fuel and nuclear waste management. It is in particular a key parameter for the design of the Generation IV reactors safety systems but also for the use of innovating fuels. Few decay heat measurements are available. Hence there is a real need to have reliable codes to estimate the decay heat associated with its uncertainty. The calculation of decay heat relies on the combination of reactor simulations to estimate the fuel inventory and on nuclear data
used as an input : decay properties of the fission products and actinides, fission yields and cross sections.
The Nuclear Structure and Energy group of the SUBATECH laboratory performs decay heat calculations with the Monte Carlo depletion code SERPENT2 developed by the VTT in Finland for fission pulses, PWR fuel assemblies but also Gen IV concepts.
Since 2015, the impact of new TAS measurements of the β- and γ mean decay energies of some key fission products
on the decay heat calculation of thermal/fast fission pulses has been calculated with the SERPENT2 code.
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Des physiciens nucléaires de Subatech ont participé à une collaboration de recherche internationale pour montrer comment le spin de deux fragments issus de la fission d'un noyau atomique est généré.
Une série d'expériences auprès de l'accélérateur ALTO de l'IJC lab à Orsay ont révélé que les fragments issus de la fission nucléaire obtiennent leur moment angulaire intrinsèque (ou spin) après la fission, et non avant comme il était largement supposé auparavant. Ce résultat a pu être obtenu grâce à la collaboration "nu-ball", un groupe international de physiciens nucléaires dont l'objectif est l'étude de la structure de nombreux noyaux. Ce groupe inclut des chercheur(se)s de 37 instituts et 16 pays, parmi eux des membres de Subatech, et est mené par le laboratoire Irène-Joliot-Curie d'Orsay. Les résultats sont présentés dans la nouvelle publication de la revue Nature intitulée ‘Angular momentum generation in nuclear fission’.
Non seulement ces résultats apportent une nouvelle vision du rôle du moment angulaire dans le mécanisme de la fission, mais ils ont également des conséquences dans d'autres champs de recherche comme l'étude de la structure des noyaux riches en neutrons, la synthèse des éléments super-lourds, et les applications comme la puissance résiduelle des réacteurs nucléaires.
Accès à l'article : https://in2p3.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/nouvelles-perspectives-sur-le-mecanisme-de-la-fission-nucleaire
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La radioactivité bêta des produits issus de la fission dans les réacteurs nucléaires est à l'origine de leur très grande production d'antineutrinos. En 2011, la révision du modèle théorique de conversion électrons/antineutrinos a mis en évidence un déficit de 6 % entre les antineutrinos prédits et ceux mesurés à proximité des réacteurs. Deux hypothèses étaient envisagées alors : il existait d'autres types de neutrinos, stériles, qu'il fallait alors caractériser ou le modèle était imparfait. Le groupe SEN travaille sur le seul modèle alternatif à la conversion : la méthode de sommation ainsi que sur des mesures expérimentales permettant notamment d'améliorer la prédictivité de ce dernier. Le modèle consiste à étudier minutieusement la désintégration nucléaire des principaux contributeurs à l’émission des antineutrinos dans le combustible et à sommer les contributions. Associé à la collaboration TAGS, le groupe a pu mesurer et analyser jusqu'à maintenant 15 noyaux majeurs pour la prédiction des spectres des antineutrinos. La prise en compte de ces noyaux corrigés de l'effet Pandémonium dans le calcul de flux d'antineutrinos produits montre un effet systématique : le flux prédit se rapproche inlassablement du flux mesuré (cf figure) et semble confirmer les résultats des expériences neutrinos quant à l’imperfection du modèle de conversion. L'écart de flux se resserre à 2 % avec les mesures de flux de la collaboration Daya Bay et l'impact d'autres noyaux TAGS sur le modèle sera évalué prochainement.
Légende : En 2011 le modèle de sommation (Greenwood) alors compatible avec le modèle de conversion prévoyait 6% d’antineutrinos de plus que ce qui était mesuré par Daya Bay (DB). L’amélioration du modèle nucléaire en 2012, 2015, 2017 puis 2018 grâce aux données TAGS a permis de réduire l’écart à 2%. Figure M. Estienne et al. Phys. Rev. Lett. 123 (2019) 022502.