Réacteur à spallation nucléaire

SummerD · Message par **SummerD** » 06 mars 2007, 23:27

Ne sachant pas trop où poser ma question, je me permets de le faire ici : quelqu'un ici a-t-il (ou elle) déjà entendu parler de réacteurs à spallation ? Un de mes profs en a vaguement parlé il y a quelque temps en disant qu'il s'agirait de réacteurs très sûrs car ils fonctionneraient en régime sous critique et permettraient peut être de recycler les déchets radioactifs par transmutation. Mes connaissances en physique étant très limitées, quelqu'un pourrait-il m'expliquer en quoi cela pourrait être une alternative sûre au nucléaire actuel ?

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 06 mars 2007, 23:59

C'est l'ensemble des réactions nucléaires entre une particule légère (p, n, d, 4He...) d' énergie élevée (100 MeV/A... 1 GeV/A ou plus) et unecible plutôt lourde (Fer, Plomb...) Par extension maintenant, n'importe quel noyau cible.... clairement plus gros que le faisceau. On parle au départ de neutrons de spallation (on sait que l'on en produit beaucoup plus que par la fission, d'ou l'intérêt). La spallation n'est donc pas UNE REACTION particulière. C'est plutôt un processus inclusif Une définition pourrait être: les observables auxquelles contribuent un grand nombre de réactions nucléaires induites par des noyaux projectiles légers d'aumoins quelquescentaines de MeV frappant des noyaux cibles lourds.

Dans le lien ci-dessous, il y a un schéma simplissime sur l'utilisation de matériaux lourds en spallation dans un réacteur sous-critique. Piece of cake.

http://www.cenbg.in2p3.fr/joliot-curie/ ... oudard.pdf

Message par **Tiennel** » 07 mars 2007, 00:16

Et ne pas oublier le wiki Oléocène, avec son article très complet sur l'énergie nucléaire

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 07 mars 2007, 00:19

Exavt, le terme de spallation n'est pas cité, mais son utilisation est décrite :

OleoWiki a écrit :Un concept révolutionnaire proposé par C. Rubbia (prix Nobel en physique des particules) est celui des "Réacteurs hybrides", étudiés en particulier au LPSC de Grenoble : en gros, on couple un accélérateur de particules avec un combustible sous-critique qui ne fait pas de réaction en chaîne, comme le thorium : il n'y a pas d'explosion possible, car tout incident produirait l'arrêt de l'accélérateur. Ce procédé produit peu de déchets (et permet même d'incinérer une grande partie de ceux existants) et n'est pas proliférant ; il est donc très intéressant mais encore restreint des expériences de laboratoire.

echazare · Message par **echazare** » 07 mars 2007, 09:08

Environnement2100 a écrit :Exavt, le terme de spallation n'est pas cité, mais son utilisation est décrite :

OleoWiki a écrit :Un concept révolutionnaire proposé par C. Rubbia (prix Nobel en physique des particules) est celui des "Réacteurs hybrides", étudiés en particulier au LPSC de Grenoble : en gros, on couple un accélérateur de particules avec un combustible sous-critique qui ne fait pas de réaction en chaîne, comme le thorium : il n'y a pas d'explosion possible, car tout incident produirait l'arrêt de l'accélérateur. Ce procédé produit peu de déchets (et permet même d'incinérer une grande partie de ceux existants) et n'est pas proliférant ; il est donc très intéressant mais encore restreint des expériences de laboratoire.

Je me souviens au CERN, on en parlais y a déjà des années de ce concept que Carlos voulait mettre en pratique. Un petit problème quand même, un l'accélérateur à particules n'est pas d'une fiabilité à toutes épreuves...

Message par **Tiennel** » 07 mars 2007, 10:55

Forte à propos, l'actualité de ce jour :

Enerzine a écrit :Le Pr. Lu Yongxiang, président de l'Académie des Sciences de Chine (CAS), et le gouverneur de la province du Guangdong M. Huang Huahua ont signé un accord concernant la construction d'un générateur pour spallation nucléaire, le Chinese Spallation Neutron Source (CSNS).

http://www.enerzine.com/2/2109+Un-centr ... hine+.html

SummerD · Message par **SummerD** » 07 mars 2007, 12:24

Merci Environnement2100, echazare et Tiennel pour ces informations.

Donc en fait, si j'ai bien compris, c'est un accélérateur de particules qui alimente le réacteur en neutrons, qui provoque alors la fission des noyaux lourds qu'il contient, en régime sous-critique pour éviter qu'il s'emballe, ce qui produit de l'énergie pour alimenter en retour l'accélérateur de particules, et accessoirement notre installation électrique.
La conversion de cette énergie en électricité se fait-elle de la même manière que pour un réacteur classique ? Et en quoi un accélérateur de particule n'est pas fiable ?
Et je ne comprends pas non plus pourquoi les déchets du nucléaire classique peuvent être utilisés pour alimenter le réacteur. Je croyais que seul l'uranium était utilisable.

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 07 mars 2007, 13:59

Les réserves d'Uranium ne sont pas gigantesques, même si on lit tout et son contraire à son sujet (il n'y a pas de pénurie). En revanche, très peu de pays l'exploitent, ce qui rend dépendant d'un petit nombre de sources : personne n'a envie de refaire avec l'uranium ce qu'on a fait avec le pétrole. On ne peut donc envisager sérieusement l'énergie nucléaire sans s'intéresser au combustible, en espérant le produire soi-même.

C'est ce que fait la spallation à partir du thorium (beaucoup plus disponible) pour produire du plutonium, lui-même combustible dans d'autres réacteurs, principe général de la "surgénération" : on produit plus de combustible qu'on n'en consomme, mais évidemment pas le combustible de départ.

La surgénération, et la spallation, passent forcément par l'irradiation d'un matériau qui n'est forcément pas pur ; on aboutit donc en fin de parcours à un matériau riche contenant beaucoup d'autres actinides que ce qu'on souhaite, dont certains à vie très longue, qui posent de gros problèmes de retraitement.

On se libère donc de la tutelle du seul uranium, mais on se génère bien d'autres soucis.

C'est pour cette raison que, à ma connaissance, aucune filière existante n'est totalement satisfaisante aujourd'hui. D'où les multiples pistes explorées par l'atelier GenIV, qui ressemblent à un paradis pour thésard, mais ne crachent pas beaucoup de solutions pour le moment.

Alors quand je lis maintenant qu'il faut se payer un accélérateur de particules, je me dis qu'il faudrait commencer à leur expliquer le PO.

Message par **Schlumpf** » 08 mars 2007, 00:27

D'où les multiples pistes explorées par l'atelier GenIV, qui ressemblent à un paradis pour thésard

Tiennel un thésard ?

Message par **Tiennel** » 08 mars 2007, 00:37

Il n'est jamais trop tard
Pour devenir thésard
Y a du taf à abattre :
La Génération Quatre.

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 10 mars 2007, 16:45

http://www.futura-sciences.com/news-spa ... _10471.php

Spallation nucléaire : vers la plus puissante source de neutrons du monde
Source : CORDIS Nouvelles, le 10/03/2007 à 10h20

La Suède s'est jointe à la Hongrie et à l'Espagne dans le cadre d'un appel d'offres concernant l'ESS (European Spallation Source), un projet de conception et de construction d'une installation de recherche de nouvelle génération basée sur les neutrons.

Message par **Tiennel** » 10 mars 2007, 17:03

Jusqu'à présent, les projets ESS avaient surtout pour objectif de maintenir et développer les compétences européennes en la matière.

Peut-être que dans le cadre du 7ème programme-cadre, l'ambition sera supérieure à faire travailler en télétravail quelques thésards éparpillés en Europe...

[mode chauvin on]
... il est vrai que l'Espagne et la Hongrie ont la réputation d'avoir des centres de recherche atomique de premier plan

[off]

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 10 mars 2007, 17:31

Tiennel a écrit : [mode chauvin on]
... il est vrai que l'Espagne et la Hongrie ont la réputation d'avoir des centres de recherche atomique de premier plan
[off]

Leo Szilard était hongrois.

Environnement2100 · Message par **Environnement2100** » 12 mars 2007, 18:01

Un centre pour spallation nucléaire en Chine
Le Pr. Lu Yongxiang, président de l'Académie des Sciences de Chine (CAS), et le gouverneur de la province du Guangdong M. Huang Huahua ont signé un accord concernant la construction d'un générateur pour spallation nucléaire, le Chinese Spallation Neutron Source (CSNS).

Le projet d'un montant de 120 millions d'euros durera 7 ans et sera soutenu par l'Etat et la province du Guangdong qui fournira les fonds pour le fonctionnement et l'établissement d'un laboratoire national, ainsi que le lieu d'implantation à Dongwan. Une branche de l'Institut des hautes énergies de la CAS (IHEP) sera également installée à Dongwan comme entité juridique et futur laboratoire national.

La spallation est une réaction nucléaire ayant pour but de produire des neutrons de forte énergie et qui consiste à fragmenter un noyau atomique en nucléides de masse atomique plus petite, par choc avec une particule incidente de grande énergie.

Le CSNS est conçu pour accélérer un faisceau de protons pour atteindre une énergie cinétique de 1,6 GeV avec un taux de répétition de 25Hz. Cette installation de rang international sera le premier générateur de neutrons de Chine avec des applications multiples en physique et chimie du solide, science des matériaux, sciences de la vie, informatique, physique et médecine nucléaires.

http://www.enerzine.com/2/2109+Un-centr ... hine+.html

GillesH38 · Message par **GillesH38** » 12 mars 2007, 18:28

Les réacteurs à neutrons ne sont pas optimisés pour la production d'énergie, au contraire : ce sont des appareils de recherche servant à produire des flux de neutrons intenses qui servent à l'étude fondamentale de la matière. Pour un réacteur civil, les neutrons sont plutot gênants car ils provoquent des transmutations dans les matériaux autour. Les réacteurs hybrides cherchent plutot à utiliser d'autres noyaux que l'uranium, et à brûler des déchets radioactifs, plutot qu'en produire !