Étude de l’impact des options de gestions du plutonium et des actinides mineurs

​Léa Tillard a soutenu sa thèse le 22 novembre 2019 à l'IRSN, Fontenay-aux-Roses.

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L'ensemble des lois, décrets et débats publics relatifs à la transition énergétique donne toute son importance à l'étude de scénarios d'évolution de parcs électronucléaires. L’une des stratégies de référence considérées en France envisage le déploiement progressif de Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au Sodium (RNR-Na) de IVième génération. L’exploration des différentes trajectoires et des conséquences associées sur l’ensemble du cycle du combustible sont des étapes indispensables à l’évaluation des scénarios de transitions possibles.

C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse, qui analyse l’impact sur la gestion dynamique du plutonium et des actinides mineurs, de scénarios de déploiement de réacteurs de type ASTRID, démonstrateur de RNR-Na développé par le CEA et ses partenaires industriels. La modélisation de deux configurations du réacteur de type ASTRID, un isogénérateur et un incinérateur de plutonium, a été réalisée. Elle permet de valider les hypothèses de calcul, de quantifier les biais associés et de vérifier les principaux coefficients de sûreté. Ensuite, l’impact important de la variation des compositions initiales sur le fonctionnement des deux systèmes est établi. Cela justifie le développement de modèles physiques complexes dédiés, qui sont intégrés au code de simulation dynamique du cycle CLASS, développé par le CNRS/IN2P3 et l’IRSN. L’utilisation d’interpolateurs multidimensionnels et non linéaires dans ces développements permet de modéliser la fabrication et l'irradiation du combustible, en maintenant l’hétérogénéité du réacteur tout au long des simulations. Grâce à ces modèles multizones, la simulation d’un grand nombre de scénarios de transitions de parcs composés de Réacteurs à Eau Pressurisée, vers des parcs mixtes intégrant des RNR-Na, permet d'étudier les effets du déploiement des RNR-Na et d’identifier les éventuelles tensions sur les matières dans le cycle. Enfin, une analyse académique des scénarios présentés dans le cadre de la loi sur la transition énergétique est proposée.