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Concept
Réacteur à neutrons rapides
Résumé
Un réacteur à neutrons rapides (RNR, en anglais ) est un réacteur nucléaire qui utilise des neutrons rapides, par opposition aux neutrons thermiques.
Sous la forme de réacteurs électrogènes basés sur la production de vapeur, le caloporteur utilisé est le sodium liquide, permettant aux neutrons de garder une énergie importante. Depuis 2001, la recherche sur les réacteurs à neutrons rapides est coordonnée dans le cadre du Forum international Génération IV.
En 2020, trois réacteurs à neutrons rapides alimentent un réseau électrique : les réacteurs russes Beloyarsk-3 (BN-600) et Beloyarsk-4 (BN-800) et le CEFR chinois. Un réacteur s'approche de la phase opérationnelle, le à Kalpakkam, en Inde, et un autre est en construction en Chine, le CFR-600. Huit sont à l'arrêt définitif.
Réacteur nucléaire à sels fondus
Les neutrons émis lors de la fission d'un actinide (comme l'uranium, le thorium ou le plutonium) ont initialement une vitesse élevée qui limite la probabilité qu'ils interagissent avec la matière fissile et conduisent à une réaction en chaîne.
Une première solution est de les ralentir (« thermaliser ») par un modérateur (eau, graphite ou eau lourde) qui leur fait perdre leur énergie cinétique par chocs successifs. Ils sont alors appelés neutrons thermiques, . C'est cette solution qui est utilisée dans les réacteurs actuels (de types REP, REB...).
L'autre solution est de choisir délibérément de ne pas incorporer de modérateur. On a alors des neutrons rapides, dont l'énergie est élevée. Ces neutrons rapides ont l'avantage de faire fissionner tous les noyaux lourds et non les seuls matériaux fissiles. L'utilisation de neutrons rapides limite également les captures stériles (c'est-à-dire les captures ne donnant pas lieu à une nouvelle fission), ce qui tend à améliorer l'efficacité du réacteur.
En revanche, le taux de fuite des neutrons hors du cœur (neutrons qui sont donc perdus pour le réacteur) est alors plus élevé et la probabilité de fission par neutrons rapides plus faible que dans un réacteur à neutrons thermiques.
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