L'énergie solaire s'invite partout L'énergie coûte de plus en plus cher et beaucoup se tournent vers l'exploitation de nouvelles sources d'approvisionnement. Parmi elles, le solaire, ...
Fumeux cela manque de précision !!! c'est quoi de l'uranium équivalent naturel ? Quel uranium est utilisé ? du 235 ou du 338 voire du 233 sera t il transmutté ? Si oui en quoi ? De l'uranium 238 en plutonium 239 ? Du thorium en Uranium ? Inutile de faire un article dans lequel il manque le point technique le plus important ....
Aprés quelques minutes de bibliographie : Ces réacteurs utilisent de l'eau lourde qui ralentit les neutrons ce qui favorise la transmuttation de l'uranium 238 (trés abondant ) en plutonium 239 et du thorium en uranium 233 . Il semble que ce soit une sorte de surgénérateur multifonction !!!!!! pouvant aussi utiliser et transmutter les déchets radioactifs de type actinides en produits moins dangereux !!!! Une sorte de réacteur à tout faire qui va faire prendre une "crise de foi(e) " aux antinucléaires forcenés qui préfèrent une filière nucléaire à problème pour alimenter leur crédo et leur litanies anti nucléaires .
Aprés une nouvelle série de recherches sur le site du constructeur , il semble que bien que cette nouvelle évolution du réacteur candu 6 , bien que n'étant pas officiellement un surgénérateur , permette d'utiliser tout de même du thorium 232 (qui capte les neutrons et se transforme par transmuttation en uranium 233) , qu'il puisse également brûler de l'uranium non enrichi voire même apauvri (grace à l'eau lourde) mais également du plutonium et utiliser pour finir les actinides mineurs comme combustible . Cela reste une bonne performance même si les neutrons lents sont beaucoup moins efficaces que les neutrons rapides pour régénérer l'uranium 238 en plutonium 239( et ne soit pas de ce fait un surgénérateur à proprement parler.
Pour michel123 (à partir de mes connaissances et sans recherche plus approfondie - d'autres commentateurs pourront corriger si besoin est) : l'uranium issu du retraitement de combustibles usés contient un grand nombre d'istopes : majoritairement 238, du 235 (environ 1%), mais aussi 234 et 236 qui se font formés pendant le séjour en réacteur - contrairement à l'uranium naturel qui ne contient que du 238 (à 99,3%) et 235 (0,71%) - avec aussi, pour être complet, quelques traces infinitésimales de 234 correspondant à l'équilibre entre désintragations alpha de l'uranium 238 et celles de l'uranium 234. U236 et U234 ayant tendance à capturer les neutrons, pour pouvoir entretenir la réaction en chaine comme avec de l'uranium naturel oblige à avoir une teneur en U235 un peu supérieure à celle de l'uranium naturel. Et c'est ce combustible, un peu plus riche en U235 et contenant un peu d'U234 et U236 qui est équivalent à de l'uranium naturel.
Ce recyclage de l'uranium de retraitement permet à EACL de "verdir" son discours ("développement durable"). Il est peut-être plus efficace dans des CANDU que dans des REP (à confirmer - en tout cas, avec un CANDU, on n'a déjà pas besoin d'envoyer l'uranium de retraitement en Sibérie pour l'enrichir).
Une affaire de bilan neutronique... Les réacteurs à eau pressurisée (REP/PWR/EPR/...) sont
refroidis et modérés à l'eau légère. Le problème de l'eau légère est
qu'elle capte une partie des neutrons qui voyagent entre les barres de
combustible (pour justement se transformer en eau lourde ou semi-lourde :
H + n -> D). Pour que la réaction en chaine puisse avoir lieu, il
faut qu'il y ait une concentration de neutrons suffisante à traverser le
combustible. Pour pallier au problème d'absorbsion des neutrons par
l'eau, on utilise du combustible "concentré" (de l'uranium enrichit à
quelques % de 235U).
Les réacteurs CANDU
sont modérés (et refroidis au primaire?) à l'eau lourde. L'eau lourde a à
peu près le même pouvoir de modération mais absorbe beaucoup moins les
neutrons (la réaction D + n -> T doit certainement être possible mais
de bien plus faible section efficace). La réaction en chaine peut donc
avoir lieu avec du combustible "moins concentré". Traditionnellement les
réacteurs CANDU utilisent de l'uranium naturel (0,71% de 235U). On peut
donc concevoir qu'ils puissent utiliser de l'uranium de retraitement à
1% (+ un peu de 234 et 236 qui ont un effet négatif sur le bilan
neutronique). Ca peut être une bonne alternative au ré-enrichissement du
combustible usé (plus difficile à traiter de part sa composition plus
exotique) en attendant les surgénérateurs.
PS
à michel123 : Les neutrons ralentis (=modérés) favorisent la fission
de 235U et non pas la transmutation de 238U en 239Pu, au contraire ! Les
concepts de réacteurs isogénérateurs ou surgénérateurs se basent sur
des neutrons rapides. Le CANDU n'est donc pas le réacteur magique qui
résoud tous les problèmes (ça se saurait sinon... les CANDU ça date des
années 1950 !!)
Pour faire simple : Le REP c'est comme quand on presse une orange à la main... et le CANDU, c'est comme un presse-agrume : on peu encore récupérer un peu de jus à partir de l'orange déjà pressée.
Le surgénérateur, c'est quelque chose de totalement différent puisqu'il transforme la peau de l'orange en pulpe !! (si c'est pas génial ça !!)
If there's anything that you want, if there's anyt Surgeneration or not surgeneration, il y a un peu de vrai dans les deux:
A chaque fission, 2 a 3 neutrons sont réémis en moyenne.
Malheureusement, la vie d'un neutron n'est pas de tout repos. Contrairement a nous, peu arrivent à survivre avant de se reproduire (enfin, de produire une nouvelle fission): en moyenne seulement un neutron parmis tous ceux émis lors de la fission.... Ce qui fait d'ailleurs plaisir: si il y en avait moins, point de reaction en chaine, et la vie des ingénieurs nucléaires seraient bien morne. Si il y en a plus, c'est chouette pour illuminer le ciel des villes japonnaises mais pas marrant dans les faubourgs d'ukraines.
Alors, ou sont les morts, me direz vous ? Comme à Waterloo, certains s'enfuient, d'autres se font capturer. Les chanceux qui se font absorber par de l'uranium 238 ont l'honneur sauf: ils le transforment en plutonium 239, qui est fissible. Les autres, bah, ils se font avoir, soit betement par de l'hydrogene classique présent dans l'eau légère (que vous buvez vous et moi, sauf le soir de la St Sylvestre), soit par d'autres noyaux présents dans le réacteur.
Bon, peut etre que je raconte des banalités, que c'est aussi évident que 1 et 1 font 10 (surtout en binaire) mais quel rapport avec les CANDU?
Ils fonctionnent a l'eau lourde (du deuterium, un atome d'hydrogene gonflé non pas à la créatine mais au neutron, puisqu'il possede un proton et un neutron au lieu de l'eau légere qui ne possède qu'un proton, et qui est donc deux fois moins lourde, surtout lorsqu'elle fait de l'humour). Et l'eau lourde absorbe beaucoup moins les neutrons qui se balladent dans le reacteur.
Au final, parmis tous les neutrons émis lors de la fission de l'uranium 235, il y a moins de neutrons qui sont absorbés dans l'eau parmis les malchenceux qui ne refissioneront pas. Par conséquent, on peut se permettre de ne pas "enrichir" en uranium 235, c'est à dire augmenter artificiellement la proportion de noyaux fissionables, et en plus, on peut se permettre de perdre plus de neutrons qui se feraient absorber par le 238.
Ouf, c'est dit... Est-ce que cela fait avancer le Schmilblick? Oui, un peu. Parce que comme il ne faut pas enrichir le 235, on peut se permettre de prendre du combustible usé de centrale classique qui a un taux d'uranium 235 qui est passé de 3% environ a 0.7% en cours d'operation, c'est à dire d'uranium enrichi a de l'uranium ayant une composition equivalente à l'uranium naturel.
Secundo, en cours de fonctionement, une centrale a eau légère produit 1 noyau de plutonium par absorption de l'uranium 238 pour environ 2 fissions. Une centrale a eau lourde produit elle environ 9 noyaux de plutonium pour 10 fissions. Bref, on arrive mieux a produire du potentiel combustible qu'est le plutonium. Dans le cas du surgenerateur, on produit meme plus de plutonium qu'on ne consomme d'uranium 235: chouette, on surgénère.
Donc non, le Candu n'est pas un surgénérateur, mais quand meme, il s'en rapproche par rapport à une centrale a eau légère. Alors, pourquoi on en fait presque pas ailleurs qu'au Canada? Les raisons sont diverses mais une des raisons principales, c'est que l'eau lourde, c'est chèr, très cher. Bref, c'est une question de gout. Les buveurs de sirop d'érable apprécient, l'auteur de ce post aussi. Apres, avec la réduction des couts de l'enrichissement de l'uranium, il peut être plus judicieux d'utiliser de l'eau légère qui a d'ailleurs d'autres qualités... mais ceci, c'est une autre histoire.
Je me joins à Ben62 pour les remerciements !! Dans ma petite explication, je ne ne traite que du bilan neutronique vis à vis de la criticité (plus facile à obtenir sous eau lourde que légère). Je n'avais pensé aux implications du bilan neutronique sur la conversion de l'uranium 238 en plutonium 239. On a donc en effet évidemment un taux de conversion supérieur en CANDU qu'en REP. Rapporté à de l'uranium naturel (UN à 0,7% de 235), on peu calculer qu'en REP on pourra exploiter 1,4% de l'UN (0,7 de 235 et 0,7 de 238 via transmutation) tandis qu'en CANDU (je me base sur ton chiffre de taux de conversion = 0,9) on pourra exploiter 7% de l'UN (0,7 de 235 et 6,3 de 238). On est encore loin du surgénérateur ou même de l'isogénérateur, mais le CANDU fait quand même 5 fois mieux que le REP !! Je pensais que les 2 filières étaient plus ou moins équivalentes (ce qui n'est manifestement pas totalement le cas) et que le Canada s'était concentré sur les réacteurs à eau lourde uniquement pour des raisons historiques (je ne sais plus trop par quel moyen ils avaient mis la main dessus, mais il me demble que le Canada s'est retrouvé à la fin de la guerre avec un stock d'eau lourde conséquent). Avec la hausse des cours de l'uranium, le Canada va pouvoir se faire plaisir. Les réacteurs type CANDU vont se vendre comme des petits pains par rapport aux EPR ! D'ailleurs, est-ce que quelqu'un connaitrait le facteur de conversion d'un EPR ? (c'est sensiblement égal aux REP (0,5) ou y a-t-il eu des améliorations sur ce point ?)
Je suis ravi d'apprendre ces détails sur les candu travaillant à l'eau lourde . Nous voici avec un bilan de régénération de 90% (on est à la limite de la surgénération)
Et le plutonium quel est son bilan ? Pourrait t on savoir aussi ce que produit le plutonium lors de sa désintégration et s'il peut participer lui aussi dans un candu , à la fabrication de plutonium à partir d'U238 ?
Et le thorium ? (puisque cette centrale accepte aussi le thorium 232 qu'elle transforme je suppose en Uranium 233 ) quel est le cycle de l'uranium 233 ? participe t il lui aussi lors de sa désintégration à la production de plutonium en utilisant L'u 238 si abondant et inutilisable en l'état ? Le rendement final de cette centrale par tonne de combustible naturel étant beaucoup plus élevé , utiliser nos centrales actuelles semblent être un véritable gachis d'uranium .
Merci pour vos commentaires Les nombres données dans le post précédent étaient fournis de tête. Après vérification et pour plus de précision, sachez donc que pour les réacteurs à eau légère,le taux de conversion est de 0.6 (et non 0.5) et pour les Candu, il est de 0.8 (et non 0.9). Excusez-moi pour l'erreur, les chiffres données ici sont tirés du livre Nuclear Reactor Physics (Weston M. Stacey). Il semblerait que j'ai été un peu trop gentil envers les CANDU.
En ce qui concerne les rémarques de maxxxx, je ne permet de corriger le calcul fournis qui cela dit donne des résultats interessant:
Dans les eaux légères, si on a brulé 2.3% d'uranium 235 (3%-0.7%), on obtient 0.6*2.3%=1.4% de plutonium. Pour les CANDU, je n'ai pas pu trouver le pourcentage d'uranium 235 brulé mais en partant de la base qu'on obtient seulement 0.4% d'uranium 235 après avoir brulé le combustible, on a formé 0.8*(0.7%-0.3%)=0.32% de plutonium. Par conséquent, le candu produit moins de plutonium dans l'absolu mais plus à quantité d'uranium brulé égale... Je n'ai pu trouvé le facteur de conversion de l'EPR, il ne doit pas etre beaucoup plus élevé que pour les anciennes générations.
Pourquoi les canadiens ont choisi les candus? En fait,ils ont agi comme les anglais ou les francais: l'enrichissement, qui était l'étape nécessaire pour produire une bombe, n'était pas accessible pour ces pays. Il leur fallait donc faire de l'énergie sans cet enrichissement, et donc utiliser un meilleur moderateur: l'eau lourde pour le canada (qui en avait effectivement beaucoup), le graphite pour les francais et les anglais (la filiere francaise UNGG, qui a été ensuite abandonée et la filiere anglaise des magnox).
Je recommande, pour ceux qui sont interessé, d'aller faire un tour sur le site http://canteach.candu.org/intro.html C'est une véritable bible sur les candus en particulier et on trouve de tout, si on a la patience de chercher.
