Il y a deux semaines, nous avons vu la différence entre les réacteurs à neutrons rapides et les réacteurs à neutrons lents dits « thermiques ».
Pour exploiter des neutrons rapides, il faut éviter de les ralentir. Or, l’eau utilisée comme fluide caloporteur dans la plupart des réacteurs du monde a comme inconvénient de ralentir les neutrons. On dit qu’elle les « modère ». L’eau est donc à proscrire dans les réacteurs à neutrons rapides !
En mettant de côté les réacteurs à sels fondus dont le concept est très différent et le retour d’expérience limité, deux autres caloporteurs principaux sont disponibles : le plomb liquide et le sodium liquide.
Commençons par le plomb qui a deux grands avantages :• L’absence de réaction chimique exothermique avec l’eau (même si celle-ci est aujourd’hui maîtrisée dans le cas des réacteurs sodium) ;• Sa densité qui permet une bonne radioprotection et compacité du réacteur.
Le sodium a quant à lui de nombreux avantages :• Une température de fusion de 98 °C (contre 328 °C pour le plomb) qui simplifie le maintien du circuit primaire à l’état liquide ;• Une densité proche de celle de l’eau, ce qui simplifie la qualification thermohydraulique des écoulements et la démonstration de sûreté (insertion gravitaire des barres de commande, résistance sismique, etc.) ;• Une faible toxicité chimique (contrairement au plomb) ;• Un potentiel corrosif très faible, ce qui contribue à la durabilité du réacteur (un exemple concret réside dans la prolongation à 60 ans du réacteur au sodium russe BN-600) ;• Une excellente conductivité thermique et capacité calorifique, ce qui sont des atouts majeurs pour un caloporteur ;• Une très bonne capacité à retenir les produits radioactifs (meilleure que l’eau) lors d’un accident éventuel et permet d’éviter une dispersion dans l’environnement ;• Une production française, l’entreprise MSSA à Saint-Marcel étant l’une des rares entreprises dans le monde à produire du sodium métallique.
Si le sodium a également certains inconvénients comme sa réactivité avec l’eau, ceux-ci sont aujourd’hui maîtrisés grâce à un solide retour d’expérience français (plus de 70 années cumulées de retour d’expérience d’exploitation de réacteurs) et international, et à certains choix de conception propres à HEXANA.
Dans le concept HEXANA, contrairement aux réacteurs historiques, aucun échangeur sodium-eau n’est présent. Une boucle de sels fondus, intercalée entre les deux circuits, remplit un double rôle : éliminer par conception tout risque de réaction sodium-eau, et offrir la possibilité de stocker de la chaleur afin de flexibiliser la production de l’installation
Dans le prochain HEXATech, nous nous pencherons sur la réaction sodium-sel et vous verrez pourquoi elle est plus simple à maîtriser que la réaction sodium-eau.
