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Concept de Molten Salt Fast Reactor (MSFR) : réacteur à sels fondus en spectre neutronique rapide
Présentation du concept de MSFR
La caractéristique fondamentale des réacteurs à sels fondus (RSF) qui réside dans l’utilisation d’un combustible, non plus sous forme solide comme dans tous les autres concepts de réacteurs nucléaires, mais liquide, est très séduisante et présente des avantages très intéressants. Les possibilités de manipulation et de régénération de combustibles liquides sont bien plus souples. Ils ne demandent pas de mise en forme particulière et peuvent être ponctionnés et injectés sans arrêt du réacteur. De plus, le combustible liquide regroupe à lui seul la double fonction de combustible et de caloporteur. Les risques liés à l’effet de vidange autour desquels s’organise l’ensemble de la sécurité et du pilotage des réacteurs à combustible solide disparaissent dans le cas d’un concept à sel fondu.
Dans la décennie écoulée, nous avons analysé scientifiquement les moyens de satisfaire aux critères des générateurs nucléaires de quatrième génération (sûrs, durables, non proliférants) tout en recherchant la plus grande simplicité. De cette analyse résulte un concept innovant de réacteur nucléaire à sel fondu, en cycle Thorium et à spectre neutronique rapide, différent du concept historique de l’ORNL et connu internationalement sous la dénomination de MSFR (Molten Salt Fast Reactor). Ce concept nommé aujoud'hui "MSFR de référence" est un réacteur rénérateur de 3 GWth (puissance élevée, choisie afin d'identifier toutes les configurations acceptables du point de vue physique), simplifié et robuste, dont le combustible est un sel fluoré liquide ne nécessitant que peu de matière fissile initiale et les tolérant toutes (235U, Pu, actinides mineurs). La surgénération y est assurée par le Thorium, aussi ce type de réacteur permet-il de faire la transition entre le cycle ouvert actuel U-Pu et un futur cycle fermé Th-233U reconnu non proliférant. Ce concept a été retenu par le forum international Génération IV en 2008 pour être étudié comme futur modèle de RSF.
Une méthodologie d'analyse de sûreté d'un tel réacteur à combustible liquide circulant a été developpée pour le MSFR en collaboration avec l'IRSN, Framatome et Politecnico di Torino dans le cadre du projet européen SAMOFAR (Safety Assessment of the Molten Salt Fast Reactor) du programme H2020.
De nouvelles études sont en cours sur d'autres versions du MSFR, notamment en tant que petit réacteur modulaire (Small Modular Reactor ou SMR) de faible puissance, en cycle U/Pu ou Th/233U.
Pour plus de détails, voir la bibliographie dédiée au MSFR.
