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Concept
Réacteur nucléaire piloté par accélérateur
Résumé
L'Accelerator Driven System ou ADS ou réacteur hybride est un réacteur nucléaire piloté par un accélérateur de particules. Il est parfois aussi appelé Rubbiatron .
Dans un réacteur ADS, aussi appelé réacteur hybride car couplant un accélérateur de particules et un réacteur nucléaire sous-critique, une partie des neutrons sont produits par spallation d'un noyau lourd (le plomb, l'eutectique Plomb-Bismuth ou le tungstène par exemple) par un faisceau de protons issus d'un accélérateur de particules. Ces neutrons issus des réactions de spallation vont alors provoquer des fissions dans le massif sous-critique entourant la cible de spallation. L'énergie de fission peut alors être récupérée de manière classique via un échangeur et une turbine.
L'ADS à caloporteur gaz (hélium par exemple) ou métal fondu (plomb par exemple) appartient à la famille des réacteurs à neutrons rapides (RNR) et peut être conçu pour une utilisation selon deux modes :
Comme producteur d'énergie, en brûlant du plutonium, du thorium ou de l'uranium selon un cycle direct ou de surgénération pour développer un cycle du thorium. Ce mode a été largement promu sous l'appellation d'amplificateur d'énergie de C. Rubbia.
Comme incinérateur (avec ou sans production d'énergie) où l'on "brûle" les actinides mineurs voire certains produits de fission issus du traitement du combustible nucléaire irradié.
Dans les deux modes, l'ensemble réacteur est sous-critique (généralement avec un niveau choisi par conception entre 0,95 et 0,98) et l'accélérateur amène et règle le flux neutronique à la criticité de 1 (comme incinérateur en revanche, l'accélérateur fait l'intégralité du travail de production de neutrons, d'où la modeste contribution énergétique). Ceci implique que toute réaction s'arrête dès la coupure du flux de l'accélérateur, d'où le nom de "pilotage par accélérateur". L'intensité du faisceau de protons va également compenser les variations de réactivité en fonctionnement.
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