Etudes de systèmes innovants pour le nucléaire du futur

Une partie du groupe PACS est engagée dans des études par simulation de systèmes innovants pour la production d'énergie ou pour l'incinération de déchets.

Le sujet de l’énergie nucléaire et des réacteurs du futur est largement étudié au niveau international. Différentes visions s’affrontent aujourd’hui, en particulier autour du déploiement rapide ou non de réacteurs de quatrième génération. Nous avons pour but principal de décrire les différentes caractéristiques physiques des différents scénarios nucléaires du futur, en s’intéressant en priorité à la filière thorium et à son déploiement. Les études de réacteurs innovants, qu’ils soient dédiés à l’incinération de déchets ou à la production d’énergie, nécessitent la mise en place de nouveaux outils de simulation. Nous développons le code MURE (MCNP Utility for Reactor Evolution) basé sur le code neutronique Monte Carlo validé MCNP, en collaboration étroite avec le LPSC de Grenoble. L’ensemble du code permet de décrire des géométries très détaillées, de calculer l’évolution temporelle de la composition du combustible et les paramètres de sûreté du système. Les premiers résultats concernent l’étude d’un combustible d’un cœur chargé en combustible MOX Th/Pu, destiné à produire de l’²³³U afin de déployer un parc de réacteurs régénérateurs à sels fondus au thorium.

WORKSHOP MURE 17&18 février 2009

Pour en savoir plus :

Articles

- F. Michel-Sendis et al., Plutonium Incineration and Uranium-233 production in Thorium Fueled Light Water Reactors, Proceedings of Global 2005, Tsukuba, Japan, October 2005, Paper No. 132

- S. David, Future Scenarios for Fission Based Reactors, International Nuclear Physics Conference, Goteborg, Juillet 2004, Nuclear Physics A 751 (2005) 429c-441c

Présentations & séminaires

J.N. Wilson, A. Bidaud, N. Capellan, R. Chambon, S. David, P. Guillemin, E Ivanov, A. Nuttin, O. Meplan, Economy of uranium resources in a three-component reactor fleet with mixed thorium/uranium fuel cycles Annals of Nuclear Energy, Vol., Nov 2008, Physor2008 special edition présentation

O. Méplan, The future of nuclear energy, SFP/EPS Conference, Energy : a challenge for 21st century physics, Les Houches, Juin 2008.

S. David, que faire de nos déchets nucléaires ? séminaire LAL, 12 juin 2008

J. wilson et al., The potential of Thorium for the Generation of Energy, Université d'Oslo, Novembre 2007

S. David, la problématique de l'énergie nucléaire, Congrès SFP, Juillet 2007, Grenoble

J. wilson et al., Nuclear Energy of the Future, Séminaire Subatech, Novembre 2005

S. David et al., Etudes de Systèmes et Scénarios, Atelier Bilan GEDEPEON, Paris 2005

J. Wilson et al., Energy of the future, Numerical Simulations of the Time Evolution of Nuclear Reactors, Niels Bohr Institute, Janvier 2005

Documents de cours

- S. David, Systèmes du futur et stratégies, Cours à l'école Joliot Curie, septembre 2006

Publications

Livre

- H. Nifenecker, O. Méplan, S. David, Accelerator-Driven Subcritical Reactors, Series in Fundamental and Applied Nuclear Physics, Series Editors: RR. Betts and W. Greiner (2003)

Articles et Proceedings

- J.N. Wilson, A. Bidaud, N. Capellan, R. Chambon, S. David, P. Guillemin, E Ivanov, A. Nuttin, O. Meplan, Economy of uranium resources in a three-component reactor fleet with mixed thorium/uranium fuel cycles Annals of Nuclear Energy, Vol., Nov 2008, Physor2008 special edition.

- D. Grenèche, A. Bidaud, S. David, Faut-il repenser au thorium ?, Revue Générale du Nucléaire, 2008, N3, Mai-Juin, p55-63.

- R. Chambon, P. Guillemin, A. Nuttin, et al.  Neutronic Study of Slightly Modified Water Reactors and Application to Transition Scenarios, Global 2007 conference, Idaho, USA.

- S. David, E. Huffer, H. Nifenecker, Revisiting the thorium-uranium nuclear fuel cycle, eurphysics news, volume 38, 10.1051/EPN:2007007.

- Le nucléaire de fission du future, enjeux et systèmes envisagés, Revue du palais de la découverte, Février 2007.

- N. Capellan, aspects de sûreté des réacteurs de 4ème génération , proceedings Rencontre Jeunes Chercheurs, Aussois, 2006.

- L. Boucher, JP Grouiller, C. Courtois, S. David, M. Morin, Impact on waste production of different transmutation scenarios, proceedings of ICONE 14 (icone 14-89315).

- C. Garzenne, A. Zaetta, S. David, La physique de la transmutation, Revue Générale du Nucléaire, Mai 2006.

- S. David, E. Huffer, H. Nifenecker, les avantages du MOX thorié, Journal de la SFP, Janvier 2006.

- Recherche et déchets nucléaires – une réflexion interdisciplinaire, cahiers du CNRS Risques collectifs et situation de crise, ouvrage collectif, N5 février 2006 (éd. C. Gilbert, I. Bourdeaux)

- S. David, J.-P. Grouiller, C. Courtois,  Quels inventaires de déchets ultimes aujourd’hui, demain et après-demain, rapport CEA NT/SPRC/LECy/05-338, rapport PACE CNRS/DIR/PACE/2005.02.

- O. Méplan, A. Nuttin, O. Laulan, S. David, F. Michel-Sendis, J. Wilson, MURE: MCNP Utility for Reactor Evolution, Description of the Methods, First Applications and Results, ENC 2005 Proceedings, Versailles, France, December 11-14 (2005)

- F. Michel-Sendis, O. Méplan, S. David, A. Nuttin, J. Wilson, O. Laulan, Plutonium Incineration and Uranium 233 Production in Thorium Fueled Light Water Reactors, Global 2005 Proceedings, Tsukuba.

- JM Loiseaux, S. David, Innovative Systems for Sustainable Nuclear Energy Generation and Waste Management, New Trends in Nuclear Physics and Applications, Proceedings Pavie, 2005.

- S. David, A. Nuttin, Capacité des réacteurs à sels fondus pour l’incinération des déchets et la production d’énergie, Rapport CEA – loi 1991 2005, rapport CNRS/DIR/PACE/2005.01.

- S. David, Future Scenarios for Fission-Based Reactors, International Nuclear Physics Conference, Göteborg, Suède, Nuclear Physics A 751 (2005) 429c-441c.

- Merle-Lucotte E., David S., Michel-Sendis F., et al., Molten salt reactors and possible scenarios for future nuclear power deployment, PHYSOR 2004 (2004) 1-12 PHYSOR-2004 - The Physics of Fuel Cycles and Advanced Nuclear Systems : Global Developments Chicago 25/04/2004 29/04/2004

- H. Nifenecker, D. Heuer, J.-M. Loiseaux, O. Méplan, A. Nuttin, S. David and J.-M. Martin, Scenarios with an intensive contribution of nuclear energy, Global Energy Issues, Vol. 19, No.1, 2003, ISSN 0954-7118.

- L. Mathieu, D. Heuer, A. Nuttin, F. Perdu, A. Billebaud, R. Brissot, C. Le Brun, E. Liatard, J.-M. Loiseaux, O. Méplan, E. Merle-Lucotte, S. David, C. Garzenne and D. Lecarpentier - Thorium Molten Salt Reactor: from high breeding to simplified reprocessing - GLOBAL 2003, 16-20 novembre 2003, New-Orleans, USA.

- JM. Loiseaux, S. David, D. Heuer, A. Nuttin, La filière thorium, une option intéressante pour le nucléaire du futur, Académie des Sciences, CR Physique 3 (2002) 1023-1034.

- H. Nifenecker et al., L'énergie nucléaire peut-elle contribuer à stabiliser la concentration des gaz à effet de serre, La Revue de l'Energie, numéro 531.