France: vers nucléaire propre!

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La loi dite "Bataille" du 30 décembre 1991, relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs, en particulier de haute et moyenne activité à vie longue, prolongée et rénovée de manière significative par une nouvelle loi en juin 2006, invite les établissements publics de recherche concernés par cette problématique majeure des déchets nucléaires à s'y atteler afin de développer des solutions pour le futur. C'est dans ce contexte qu'a été développée la maquette GUINEVERE, dans le cadre d'une collaboration entre le Centre d'étude de l'énergie nucléaire belge (SCK-CEN) et le CNRS, avec la participation du CEA et d'une dizaine de partenaires européens. En réussissant ainsi à faire fonctionner un réacteur nucléaire au plomb piloté par un accélérateur de particules, un ADS (Accelerator Driven System), ce qui constitue une "première mondiale", les concepteurs de GUINEVERE envisagent, à moyen-long terme, de pouvoir contrôler plus facilement le fonctionnement des réacteurs nucléaires et de produire alors des déchets nucléaires moins polluants.

Insertion de la ligne verticale de l'accélérateur Genepi-3C dans le coeur du réacteur de GUINEVERECrédits : CNRS

Transmuter les déchets les plus radiotoxiques, autrement dit les noyaux les plus lourds, en noyaux moins radiotoxiques, afin de réduire non seulement leur radiotoxicité à long terme mais également la surface des sites de stockage géologique profond, apparaît comme une solution d'avenir. Pour y parvenir, il faut disposer de neutrons dits "rapides" grâce auxquels il va être possible de "casser" par fission chaque noyau lourd en deux noyaux plus légers. L'unique réacteur dédié envisageable pour réaliser cette transmutation est un réacteur sous-critique rapide piloté par accélérateur, un ADS. Pourquoi sous-critique ? Dans ce type de réacteur, la réaction en chaîne n'est pas auto-entretenue comme dans les réacteurs classiques "critiques". Aussi pour fonctionner nécessitent-ils d'être couplés à une source externe de neutrons qui peut être fournie par un accélérateur de particules. D'où une facilité de son fonctionnement et une sûreté accrue puisque lorsque l'accélérateur s'arrête, la réaction en chaîne s'arrête également. Dans ce type de réacteur, dont le concept a été développé dès les années 1950, les déchets à transmuter peuvent alors être utilisés comme combustible nucléaire, celui-ci étant plus tolérant qu'un réacteur classique quant à la composition de son combustible.

Inaugurée officiellement dès mars 2010, GUINEVERE est une "maquette" qui reproduit un ADS au plomb à neutrons rapides. Première du genre, elle est désormais opérationnelle après le couplage réussi des deux principaux éléments qui la composent, l'accélérateur GENEPI-3C (GEnérateur de Neutrons Pulsé Intense-3 Continu), fruit d'une collaboration de 4 laboratoires du CNRS [1], et le réacteur VENUS du SCK-CEN de Mol en Belgique, chargé avec du combustible fourni par le CEA. Issue des développements du projet EUROTRANS du 6ème PC d'EURATOM, cette installation va permettre de mener différentes expériences dans le cadre du projet FREYA (2011-2015), là encore d'EURATOM. Pour commencer, il s'agit pour les chercheurs d'étudier les procédures permettant de réguler et de contrôler le fonctionnement de réacteurs sous-critiques de plus grande puissance, ce qui représente un aspect crucial de la sûreté de ces réacteurs. Grâce à GUINEVERE, ils pourront aussi s'intéresser aux différentes configurations de coeur envisagées pour le futur réacteur sous-critique MYRRHA, porté par le SCK-CEN, et valider les codes de calcul neutroniques utilisés pour la conception de ce premier ADS rapide de démonstration dont la construction est envisagée d'ici 2023.

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[1]laboratoires du CNRS :
- Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen, LPCC (CNRS/Ensicaen, Université de Caen)
- Institut de Physique Nucléaire d'Orsay, IPNO (CNRS/Université de Paris-Sud)
- Institut de Physique Hubert Curien, IPHC (CNRS/Université de Strasbourg)
- Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie, LPSC (CNRS/Université Joseph Fourier Grenoble/INP)

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