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L\'aventure Superphénix🔥
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Aug 19, 2024 21 min.  -- Superphénix... s\'il est un réacteur célèbre en
France, c\'est bien lui. J\'en parle souvent, avec des regrets, mais
aussi avec la fierté de vivre dans le pays qui a développé un réacteur
unique au monde jamais égalé. En son temps, il était le roi de tous les
réacteurs, du haut de ses 1240 MW électriques, offrant un **réél**
potentiel d\'indépendance énergétique à la France.

Et si on en parlait, en prenant le temps, en développant les concepts ?

Pour celles & ceux n\'ayant pas un attrait prononcé pour la technique,
les premiers paragraphes de cet article établiront une présentation
rapide de SPX. La suite ira plus en profondeur, en s\'appuyant sur les
livres de Joël Guidez, la monographie du CEA sur les RNR à caloporteurs
sodium, et des documents de l\'IRSN (sources à la fin de l\'article).

Superphénix - centrale nucléaire de Creys-Malville.

Vous avez dit Superphénix ?
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Superphénix (désigné par le sigle SPX1 ou SPX) est un réacteur nucléaire
à neutrons rapides (RNR) dont le caloporteur est le sodium (symbole Na)
sous forme liquide.

**Neutron** : c\'est la particule élémentaire sans charge électrique qui
est responsable des fissions des éléments fissiles (uranium 235 &
plutonium 239 principalement).

**Neutron rapide** : c\'est un neutron de forte énergie cinétique (Ec =
0.5\*masse\*vitesse²). On utilise ce terme en opposition aux neutrons
thermiques (plus lents) utilisés dans un réacteur à eau sous pression,
ceux que la France exploite actuellement. Un neutron rapide n\'a donc
pas été ralenti dans un modérateur. Un neutron rapide a une vitesse
d\'au moins 13800 km/s, et un neutron thermique d\'au moins 2.2 km/s.

Les neutrons rapides sont issus directement de la fission. Ici c\'est un
réacteur avec un modérateur, qui va venir ralentir les neutrons rapides
par une série de chocs. Les neutrons lents ont une probabilité de
fission avec les noyaux d\'U235 plus importante, et c\'est ainsi que la
réaction en chaîne est maintenue.

**Caloporteur :** vient du latin *calor* pour chaleur. C\'est donc le
nom donné au fluide qui circule pour extraire la chaleur. Dans un
réacteur nucléaire il peut y en avoir plusieurs. Le plus connu est
l\'eau, qui sert à la fois de fluide d\'échange au circuit primaire,
secondaire et tertiaire.

Dans un réacteur à eau légère, on dit qu\'on utilise des neutrons
thermiques, ou lents. Ils ont perdu leur énergie cinétique par une
succession de chocs, et cela permet d\'augmenter sa \"probabilité de
fission\" sur l\'uranium 235. Et donc, pourquoi les neutrons \"rapides\"
? Pour aller fissionner plus facilement des atomes qui ne le sont pas
avec des neutrons thermiques ! La courbe ci-dessous donne la
\"probabilité d\'interaction\" selon l\'énergie du neutron. En rapide
(1MeV donc), on voit une nette différence entre la capture et la
fission. Autrement dit, dans le domaine rapide, probabilité de
fissionner est plus de 10 fois supérieure à celle de l\'absorption.

Mais on peut aussi fertiliser les atomes d\'uranium 238 ! En le
transformant en Pu239 justement, qui lui est fissile... On en reparle
juste en-dessous dans la partie \"Surgénérateur ou incinérateur ?\"...

**Quelles sont les différences entre un REP (réacteur actuel), et un
RNR-Na?**

Le changement principal intervient sur le circuit primaire, comme
détaillé ci-dessous. Un échangeur intermédiaire, lui aussi en sodium,
est intercalé pour extraire la chaleur du cœur et la transmettre aux
générateurs de vapeur.

Différences REP/RNR

Schéma d\'un REP sans aéroréfrigérant // Schéma de SPX

Les différences seront explicitées plus bas dans la partie 3: \" La
technologie RNR-Na\".

Surgénérateur, incinérateur, isogénérateur ?
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Selon l\'organisation du cœur et ce qu\'on met dans les assemblage
combustible, plusieurs possibilités s\'offrent aux RNR-Na. Deux familles
nous intéressent. Les isotopes du plutonium et les actinides mineurs.

Les stocks de plutonium sont condamnés à augmenter à court terme, ils
augmentent même dans les pays qui le recyclent (MOx), car les réacteurs
actuels n\'en font pas disparaître assez. Ce qu\'on voit dans l\'image
ci-dessous est la masse accumulée selon le temps en fonction du cycle.
Le cycle ouvert est l\'option actuellement poursuivie en France. Le
scénario MIX (valorisant les MOx) et RNR permettent d\'abaisser
considérablement ces stocks.

Stocks de matière à valoriser

Incinérateur ?
--------------

En enlevant l\'enveloppe d\'uranium 238 autour du cœur, Superphénix
pouvait devenir sous-générateur : il pouvait consommer plus de plutonium
239 qu\'il n\'en créait. Cela permettait donc d\'incinérer les déchets
accumulés les plus problématiques, et sans devoir miner un gramme
d\'uranium naturel. Superphénix pouvait également transmuter les
actinides pour en faire des déchets à vie courte. Le RNR-Na est **le
seul concept mature** capable de faire cela. Cette configuration a été
celle de SPX durant toute son existence.

Transmutateur ?
---------------

Pour les actinides, il est possible de remplacer certaines alvéoles par
des assemblages spéciaux pour les faire fissionner, et réduire
drastiquement leur durée de vie (de plusieurs centaines de milliers
d\'années à quelques centaines).

**Surgénérateur ?**
-------------------

La capture neutronique sur l\'uranium 238 à l\'intérieur du cœur ainsi
que dans les enveloppes en périphéries de cœur pouvait produire plus de
plutonium qu\'il n\'en consommait. Ainsi, il pouvait régénérer son
propre stock de combustible à partir de matière fertile. Le cœur de SPX,
bien que capable de passer en mode surgénération, n\'a jamais été fait,
mais cela était bel et bien prévu par l\'exploitant.

Fertilisation de l\'U238
([source](https://www.orano.group/en/unpacking-nuclear/all-about-plutonium#:~:text=In%20this%20reaction%2C%20uranium%2D238,239%20transforms%20into%20plutonium%2D239.))

> **Maintenant, on va un peu plus loin dans la technique. Voici le plan
> :**

-   1.  Pourquoi faire Superphénix ?

-   1.  L\'histoire des RNR, du projet Manhattan jusqu\'à SPX2

-   1.  Pourquoi le sodium ?

-   1.  Principes de conception généraux

-   1.  Sûreté

-   1.  Les matériaux

-   1.  Exploitation et bilan de SPX

-   1.  La suite de SPX

-   1.  Conclusion

1. Pourquoi faire Superphénix ?
===============================

/Je reprendrai certains des mots de Georges Vendryes (1920--2014), grand
serviteur du nucléaire français, dans \"Superphénix pourquoi ?\",
ouvrage dont je recommande la lecture, il est accessible à toutes et
tous./

> \"Le premier pays qui mettra au point un réacteur nucléaire
> surgénérateur en tirera un avantage commercial décisif.\" Enrico
> Fermi,
>
> 1.  

**Le grand-père de Superphénix, Rapsodie**

La France d\'après 1945 se relève doucement et créée en 1945 le
Commissariat à l\'Energie Atomique, pour que la France soit souveraine
sur les technologies nucléaires militaires et civiles. La recherche sur
les neutrons rapides en France part avec 10 ans de retard sur les
Etats-Unis (Clementine, EBR-1), l\'URSS (BR2, 5 puis BR10) et la
Grande-Bretagne (DFR). En 1958, le CEA l\'avant-projet sommaire de
Rapsodie, première \"pile expérimentale à neutron rapides refroidie au
sodium\" (on appellerait ça un réacteur nucléaire aujourd\'hui).
L\'objectif est d\'acquérir des données expérimentales pour lancer plus
tard un prototype dont on pourrait convertir l\'énergie du cœur.
L\'aventure des neutrons rapides commence alors à Cadarache, dans le Sud
de la France. Sa construction commença en 1962 et s\'acheva en 1966,
pour une première divergence et l\'atteinte de sa pleine puissance
(20MWth) en

1.  Il fut exploité pendant 15 ans, et a ouvert la voie à Phénix.

**Son père, Phénix.**

EDF et le CEA signent en 1969 un protocole d\'exploitation commun. Le
réacteur fera 250MWe, permettant de garder les dimensions industrielles
des groupes turbo-alternateurs disponibles à l\'époque. Début des
travaux en 1968 et divergence en 1973, pleine puissance en 1974. Malgré
quelques incidents propres à tout prototype, le réacteur fonctionne 15
ans de façon remarquable, et est le premier à utiliser le plutonium
qu\'il a lui-même produit. **Il atteint un taux de régénération de
1.16** (16% de matière fissile en plus à la fin du cycle par rapport au
début). **Le concept de surgénérateur est validé !**

**La naissance de Superphénix.**

Fin des années 70, après deux crises pétrolières, et après avoir valider
un concept de RNR de grande puissance, la coopération européenne pour
l\'échelon industriel se met en place. Anglais, belges, hollandais,
allemands, italiens et français travaillent ensemble à la construction
de SPX. Le prototype de 1200MWe commencé en 1976 qui atteint sa pleine
puissance en 1986. A l\'époque EDF construisait les 900MWe et concevait
les futurs 1300MWe. L\'objectif était de se placer au même niveau que
les réacteurs de puissance.

**La volonté de fermer le cycle du combustible français**

Les qualités des RNR du point de vue du cycle sont remarquables. Comme
expliqué plus haut, les deux configurations de cœur de type
*incinérateur* ou *surgénérateur* donnent à SPX un avantage considérable
sur tous les autres réacteurs à neutrons thermiques (qui constituent au
moins 95% des réacteurs actuels).

*Plutonium*. Actuellement en France, il est utilisé dans les REP sous
forme de MOx (\"mix d\'oxydes U-Pu\"), mais il ne peut être utilisé
qu\'une fois, sa qualité isotopique se dégradant (c\'est à dire que la
proportion des isotopes pairs, non fissiles, augmente). Le
multi-recyclage efficace ne peut avoir lieu que grâce dans des RNR. Nous
disposons aussi des stocks de MOX usés (120 t/an), qui ne sont pas
valorisés actuellement malgré leur immense potentiel énergétique.

*Autres ressources valorisables.* L\'uranium de retraitement appauvri
(800 t/an) et l\'uranium de retraitement réutilisé (140 t/an), sont
également actuellement **très peu valorisés, alors qu\'ils pourraient
servir de combustible dans un parc de réacteurs rapides**. Enfin, mais
cela est encore à confirmer, il est possible sur le papier de convertir
les actinides mineurs par transmutation ce qui diminuerait encore la
quantité et la toxicité de ces déchets ultimes. Les déchets les plus
complexes à gérer sont actuellement produits par le parc français à
hauteur d\'environ 40 t/an, ce qui est ridicule au vue de l\'énergie
produite mais reste néanmoins un enjeu de gestion (stratégie
d\'entreposage et de refroidissement). Cela sera détaillé plus loin.

2. L\'histoire des RNR, du projet Manhattan jusqu\'à SPX2
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C\'est important de comprendre la génèse de l\'idée derrière le RNR. Ce
concept est en réalité apparu dans les esprits des physiciens à peu près
au même moment que celui des réacteurs à modérateurs.

Enrico Fermi, futur prix Nobel de physique, qui travaillait alors sur la
pile de Chicago, a été le premier à étudier les neutrons rapides. Il a
remarqué que les neutrons lents causaient plus fréquemment des fissions
que les neutrons rapides, découvrant alors le principe de section
efficace. Le projet Manhattan achevé, la recherche sur les applications
de la fission nucléaire allait bientôt devenir un enjeu majeur pour
cette deuxième moitié du XXe siècle.

> \"L\'énergie nucléaire est une sacrée façon de faire bouillir de
> l\'eau\", Albert Einstein (1879--1955).

1935 Frédéric Joliot-Curie prononce ces mots en conclusion de sa
conférence qu\'il donne après la réception de son prix Nobel de chimie:
\"Nous sommes en droit de penser que les chercheurs, construisant ou
brisant les atomes à volonté, sauront réaliser des transmutations à
caractère explosif, véritables réactions chimiques à chaînes. Si de
telles transformations arrivent à se propager dans la matière, on peut
concevoir l\'énorme libération d\'énergie utilisable qui aura lieu\".

1942 La pile de Chicago est en place et le 2 décembre 1942 à 15h25, la
première réaction en chaîne artificielle auto-entretenue débute.

Dessin de la pile CP-1 à Chicago

1945Enrico Fermi propose le concept de réacteur surgénérateur. Un
réacteur produisant plus de matière fissile qu\'il n\'en consomme.

1946Le premier réacteur nucléaire à neutrons rapides,
[Clementine](https://fr.wikipedia.org/wiki/Clementine_(r%C3%A9acteur)),
diverge. Il a un caloporteur au mercure. Son objectif était d\'étudirr
les propriétés nucléaires de plusieurs matériaux à la suite du succès du
projet Manhattan. Ce réacteur a servi à de nombreuses expériences, comme
prouver la possibilité de faire un surgénérateur civil, ou encore
mesurer les sections efficaces de plusieurs isotopes.

1951Le premier réacteur nucléaire électrogène, EBR-I pour [*Experimental
Breeder Reactor
I*](https://fr.wikipedia.org/wiki/Experimental_Breeder_Reactor_I),
produit assez de puissance pour allumer 4 ampoules. Son caloporteur est
un eutectique sodium-potassium (Na-K).

1956Création du consortium européen EUROCHEMIC, première agence
européenne de coopération technique nucléaire.

1958Début du fonctionnement de l\'unité de retraitement du plutonium UP1
à Marcoule.

1962Construction de Rapsodie, premier RNR-Na en France, critique en

1.  20MWth. Fonctionnera jusqu\'en 1983.

1968Construction de phénix par le CEA et EDF. 560MWth. Il fonctionnera
jusqu\'en 2010.

1976Construction de Superphénix dit SPX, 1200MWe. L\'échelon industriel
des RNR-Na, plus gros RNR jamais construit à ce jour. Pleine puissance
en 1986, après seulement 10 ans.

1992Le redémarrage de Superphénix est soumis à la réalisation préalable
d\'une étude (Rapport Curien) sur la contribution que pourrait apporter
Superphénix à l\'incinération des déchets radioactifs. Cette étude
confirme l\'intérêt de SPX pour ce sujet, et le redémarrage est autorisé
le 17 décembre 1992.

3. Pourquoi le sodium ?
=======================

Les RNR ont autant de design que de caloporteurs. Certains choisissent
des métaux liquides purs (Na, Pb, Hg), d\'autres des eutectiques (Pb-Bi,
Na-K), ou encore le gaz (He). Certains choisissent aussi l\'option des
sels (chlorure ou fluorure). Le choix du sodium présente un certain
nombre d\'avantages et la famille de RNR ayant le plus de retour
d\'expérience dans le monde est de loin celle du sodium.

Un certain nombre de critères doivent s\'appliquer au caloporteur d\'un
RNR. Le premier, assez logiquement, est sa transparence aux neutrons,
afin de modérer peu. On cherche donc un matériau faiblement absorbant et
à faible pouvoir de ralentissement, ce qui exclut de fait la plupart des
matériaux légers.

Ensuite, on veut un caloporteur efficace, il doit donc avoir une forte
capacité calorifique et une bonne conductivité thermique. Son écoulement
en cœur doit être excellent et ne pas demander un effort trop important
aux pompes primaires, il doit donc être peu visqueux.

Ensuite, il doit être capable d\'encaisser les transitoires en restant
monophasique liquide, il faut éviter qu\'il se solidifie et qu\'il
s\'évapore.

Le caloporteur doit être aussi pur que possible pour éviter les produits
d\'activation dans le circuit, ce qui compliquerait la maintenance. On
veut également éviter qu\'il soit corrosif pour les structures internes.

Enfin, il doit être disponible à bas coût, en quantité industrielle, et
le plus pur possible.

Bilan pour le sodium : ses températures de fusion (97,8°C) et
d\'ébullition (883°C) permettent, à 500°C, une utilisation à la pression
atmosphérique. Il a une très bonne conductibilité thermique (100 fois
celle de l\'eau). Il absorbe très peu les neutrons et a une faible
capacité à les ralentir (mais cette composante n\'est pas nulle pour
autant, nous le verrons dans la partie sûreté). Le sodium ne s\'active
pas non plus est est peu corrosif. Il est excellent d\'un point de vue
neutronique et thermohydraulique mais mauvais sur la physico-chimie du
fait de la réaction Na-H2O très exothermique et de son inflammation au
contact de l\'air. Le sodium n\'est pas cher et est adapté à l\'usage
industriel.

**4. Principes de conception généraux**
=======================================

**Neutronique du cœur**
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On utilise communément une unité d\'énergie appelée
[électron-volt](https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectronvolt) pour
l\'énergie cinétique des neutrons.

Les différentes catégories de neutrons.

Superphénix est un réacteur à neutrons rapides (RNR), ce qui signifie
que sa population de neutron sera (très majoritairement) dans le
\"spectre\" rapide, de 10⁵eV à 2\*10⁷eV, comme le montre la courbe
orange ci-dessous.

Conception générale du cœur
---------------------------

*Coefficient de contre réaction. Parler de la CFV non échelonable.*

*à finir*

combustible
-----------

Le combustible a une géométrie hexagonale (carrée en REP), et est
disposé dans des \"aiguilles\" (\"crayons\" en REP). La géométrie en
aiguille est choisie pour sa compacité, un combustible RNR-Na doit avoir
au moins 15% de plutonium.

AC pour SPX

L\'échangeur intermédiaire
--------------------------

Dans un RNR-Na, il y a un échangeur supplémentaire, intercalé entre le
circuit primaire et le circuit turbine. Pourquoi ?

1.  \[On veut éviter le contact entre l\'eau du circuit turbine et le
    sodium primaire (réaction très exothermique, boom)...\]
2.  \[En cas de réaction sodium-eau, on évite d\'avoir un sodium activé
    (radioactif).\]

Deux concepts d\'organisation de ce circuit intermédiaire sont proposés.
La différence repose sur la localisation de l\'échangeur intermédiaire,
dans la cuve (*concept intégré*) ou en dehors (*concept à boucles*,
comme sur REP). Le caloporteur utilisé dans cet échangeur est également
du sodium, après avoir écarté l\'option de l\'eutectique Pb-Bi. Des
concepts récents ([Hexana](https://www.hexana.fr/)) proposent
d\'utiliser un sel fondu.

Concepts d\'organisation des circuits intermédiaires d\'un RNR-Na

Systèmes de conversion
----------------------

Les générateurs de vapeur (GV) sont hélicoïdaux sur SPX, contrairement à
ceux des REP, et encore différents des GV en épingle de Phénix.
L\'avantage de cette géométrie est qu\'elle présente une grande longueur
(80m). Les GV de SPX sont conçus en un seul morceau, comme sur REP,
moins chers mais plus durs à changer. Les tubes sont en Alliage 800. Les
caractéristiques sont détaillées ci-dessous. Le GV avait beau être le
premier du genre, aucun incident majeur n\'a été déclaré pendant ses 748
jours d\'opérations.

La cuve
-------

C\'est assez particulier sur SPX, il y a deux cuve. Une cuve dans une
autre. La cuve la plus intérieure contient l\'ensemble du circuit
primaire, et la cuve de sécurité qui l\'entoure permet de contrôler les
fuites sodium et de valoriser la convection naturelle de ce dernier, et
donc en évacuant la chaleur résiduelle, ce qui permet d\'éviter
l\'évaporation du sodium. Sur Phénix, la faible puissance relative à la
surface de cuve permettait de refroidir uniquement par rayonnement de la
face externe de la cuve.

Le choix fait sur SPX est de prendre la cuve principale, la dalle
supérieure prend la masse. Un schéma pour bien comprendre.

Sur ce schéma, en gris clair la cuve principale, en forme d\'entonnoir.
La cuve de sécurité englobe les pompes primaires. (source:
[EDF](https://www.isere.fr/sites/default/files/presentation-edf-cli-publique-de-creys-malville-08112022-vedef.pdf))

La cuve de SPX, de 21m de diamètre.

Les pompes primaires
--------------------

Elles sont toutes mécaniques, et non pas électromagnétiques (réacteurs
du futur). Ces pompes sont au nombre de quatre, d\'une hauteur de 15 m,
d\'un diamètre maximum 2,5 m pour une masse totale sans moteur et avec
protection biologique de 120 tonnes. Leur débit atteint presque 4.8m3/s.

Chose à noter, la pompe étant suspendue par en haut, les dilatations
thermiques à l\'entrée sont importantes. Ainsi la pompe est supportée à
sa partie supérieure par un anneau flexible permettant la libre
inclinaison de la pompe sous l\'action des déplacements différentiels.

[source](https://www.shf-lhb.org/articles/lhb/pdf/1977/05/lhb1977054.pdf)

Le bouchon couvercle cœur (BCC)
-------------------------------

On parle ici de la pièce amovible positionnée en haut du cœur et
reposant sur la dalle de maintien.

C\'est une pièce multifonction. Il sert à fermer le circuit primaire par
le haut, assurant l\'étanchéité. Comme sur un REP, le BCC supporte et
positionne les mécanismes de commande des barres et l\'instrumentation
de surveillance du cœur. Il a aussi un rôle de protection biologique et
thermique. Par rapport à un REP, le BCC a aussi une fonction
hydraulique, il dévie les jets de sodium à la sortie du cœur.

5. Sûreté
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**Maitrise de la réactivité**
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Déjà, le réacteur dispose de grappes d\'arrêt pour stopper la réaction
en chaîne, elles sont placées en haut (cf. schéma ci-dessous). L\'[effet
Xénon](https://fr.wikipedia.org/wiki/Empoisonnement_au_x%C3%A9non)
n\'est pas présent, simplifiant le contrôle de la réactivité du cœur. Le
centre du cœur, là où il est le plus chaud, induit des variations de
densité du sodium, contribuant à des insertions ponctuelles de
réactivité. L\'objectif est de se prémunir en concevant un cœur CFV
(faible vidange) comme le projet ASTRID. L\'effet est d\'autant plus
fort que le cœur est grand.

**Evacuation de la puissance**
------------------------------

Le sodium a une plus grande marge à l\'ébullition que l\'eau par rapport
au fonctionnement normal. L\' [inertie
thermique](https://fr.wikipedia.org/wiki/Inertie_thermique) du sodium (
résistance au changement température lors d\'un transitoire). Des
systèmes diversifiés sont mis en place pour évacuer la puissance
résiduelle, dont des échangeurs sodium-air. Sur SPX, le DRACS est le BPR
sont passifs à 4 boucles. Le RVACS est actif à deux boucles. Il n\'y a
pas de SGOSHDR sur SPX.

**Maitrise du confinement**
---------------------------

*Première barrière (gaine combustible)* : la conductivité thermique
élevée du sodium (x70 par rapport à l\'eau) assure un coefficient
d\'échange important entre les gaines et le sodium. Concernant les
ruptures de gaine, elles sont de deux types, *ouverte* ou *gazeuse*. Les
RNR français sont équipés du système DND (Détection de Neutrons
Différés) pour détecter les ruptures ouvertes de gaine. L\'assemblage
défectueux est ensuite identifié et retiré du cœur (on s\'interdit de
fonctionner en gaines percées). Dans le cas des ruptures par rejet de
gaz de fission, des rejets peuvent alors avoir lieu par les soupapes de
protection du circuit d\'argon du ciel de pile

*La deuxième barrière* est assez complexe à définir sur RNR-Na, on va
donc regarder seulement le concept intégré ici (type SPX).

-   \[cuve principale du réacteur (21m de diamètre),\]
-   \[cuve de sécurité, cette dernière étant prévue pour collecter le
    sodium primaire en cas de la fuite de la cuve principale (22.5m de
    diamètre),\]
-   \[fermeture supérieure du réacteur,\]
-   circuits auxiliaires véhiculant du sodium primaire ou du gaz de
    couverture (argon) hors du circuit primaire,
-   \[tubes des échangeurs intermédiaires (EI) séparant le sodium
    primaire du sodium intermédiaire,\]
-   tubes des échangeurs des circuits d\'évacuation de la puissance
    résiduelle immergés dans le circuit primaire.

En résumé, tout ce qui constitue la cuve et sa partie supérieure, plus
les traversées. Cette barrière **n\'est pas étanche.** Il existe des
fuites d\'argon au niveau de la fermeture supérieure par l\'ouverture
des soupapes pour réguler la pression du \"ciel de pile\". Ces fuites
sont contrôlées et mesurées régulièrement.

*La troisième barrière (bâtiment en béton très résistant*) la très
faible pression primaire simplifie grandement les problématiques de
fuite et de tenue de l\'enceinte de confinement. En revanche, la
réaction sodium-eau est à surveiller, ne serait-ce qu\'avec l\'humidité
ambiante. Certains designs proposent de changer l\'eau par du [CO2
supercritique](https://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyde_de_carbone_supercritique).

Troisième barrière qui est la plus grande jamais construite.

La sûreté de manutention du combustible neuf et usé
---------------------------------------------------

*A finir*

**La gestion des accidents graves**
-----------------------------------

Concernant les accidents graves, les normes à l\'époque de Phénix
n\'imposaient pas de système de mitigation. SPX avait quand à lui un
récupérateur à débris de corium dans sa cuve. On l\'appelait le
cendrier, il était originellement conçu pour résister à la fusion
complète de 7 assemblages, la fusion totale étant jugée trop improbable
en raison des caractéristiques de sûreté du cœur.

6. Cycle combustible
====================

> Cette partie est la plus important pour comprendre l\'intérêt des
> RNR-Na dans une optique de gestion durables des matières radioactives
> françaises. La France est assise sur une mine d\'or qui ne demande
> qu\'à être exploité, à la différence notable que, cette fois, l\'or
> est déjà miné et ne demande qu\'à être valorisé.

Complémentarité REP-RNR
-----------------------

Il est important de comprendre que les RNR se positionnent comme
l\'étape suivant celle du déploiement de REP. Le plutonium généré par
les irradiations en REP permet de démarrer des RNR. Le MOx neuf (voire
usé) est exploitable en coeur rapide. C\'est un point clé car cela
permet de se baser sur un cycle existant, ce qui donne au RNR-Na un
avantage considérable sur d\'autres technologies de 4e génération tels
que les réacteurs à haute température
([HTR](https://laradioactivite.com/articles/energie_nucleaire/reacteursahautestemperatures))
à combustible
[TRISO](https://www.discoverthegreentech.com/nucleaire/combustibles/triso/)
ou les réacteurs à [sels fondus](https://.com/p/69f2170689ca/edit) (sel
chlorure ou fluorure)

Source [^1] p.158

En l\'état actuel du cycle français, le parc produit environ 10 tonnes
de Pu par an. Les REP viennent donc se placer comme l\'étape
préliminaire (et indispensable) à l\'établissement d\'une filière rapide
qui a besoin de plutonium pour démarrer ses premiers cœurs. L\'objectif
à très long terme (plusieurs décennies) est la surgénération, qui permet
ensuite à la filière de s\'autoalimenter. Ainsi il est nécessaire de
maintenir la filière REP pour accompagner les premiers RNR.

Retraitement du combustible
---------------------------

*A finir*

Transmutation des actinides mineurs
-----------------------------------

Déjà, de quels isotopes parle-t-on ? Dans l\'ordre d\'importance,
l\'Américium (Am 241, Am 243), le Curium (Cm 244, Cm 245) et le
Neptunium (Np 237).

Combustible usé de REP-UOx

L\'objectif est double, obtenir des colis moins toxiques...et beaucoup
moins chauds ! Je ne vous dirai pas que les déchets ne seront plus un
problème, mais la transmutation des AM ouvre la voie à des modes de
gestion beaucoup plus simples. De plus, cela permettrait d\'utiliser
CIGEO encore mieux, du fait de la possibilité d\'augmentation de
concentration de matière dans les alvéoles, la chaleur résiduelle étant
moins élevée ! Ci-dessous, les contributions des AM à la radiotoxicité
des colis et à leur chaleur.

Convertir les actinides mineurs en énergie permettrait de diminuer leur
radiotoxicité. (cf. [^2] p.171)

Mais cela ferait aussi des colis moins chauds à gérer. (cf. [^3] p.171)

Les processus chimiques impliqués dans le retraitement et l\'extraction
des actinides mineurs dépassent mes compétences, mais les personnes
intéressées peuvent toujours aller lire la monographie CEA sur la
séparation des actinides des combustibles usés (disponible
[ici](https://www.cea.fr/multimedia/Documents/publications/monographie-nucleaire/CEA_Monographie6_Traitement-recyclage-combustible-nucleaire-use_2008_Fr.pdf)).
C\'est un sujet passionnant qui mériterait un article entier, mais
n\'étant pas chimiste je ne m\'y risquerai pas.

En supposant une extraction efficace dans le combustible de ces AM, on
peut maintenant regarder les potentiels usages en RNR. Déjà, la
neutronique du RNR est plus favorable à la transmutation des AM:

A comprendre ainsi: \"Le Neptunium 237 a 30 fois plus de chance d\'être
capturé que de fissionner en REP-MOx. Cela passe à 5.3 en RNR-MOx\".

6. Les matériaux
================

6.1 Les matériaux du combustible
--------------------------------

Les matériaux structurels sont en acier inoxydable austénitique. Le
combustible est une poudre MOx compactée en pastille. Acier AIM1 sur
SPX, AIM2 sur ASTRID.

Le tube hexagonal est en acier EM10

6.2 Les matériaux structurels
-----------------------------

-   Le barillet, à l\'origine en acier 15 D3, a été changé suite à une
    fissure rapide.
-   Les tubes GV de SPX sont en alliage à forte teneur en nickel, du
    type Alliage 800.
-   \[La cuve est en acier austénitique (316LN pour basse teneur
    carbone (L) et azote contrôlé (N)).\]
-   La robinetterie est en acier inoxydable austénitique.

7. Exploitation et bilan de SPX
===============================

*C\'est la partie où je m\'énerve. Vous allez l\'être aussi en lisant
jusqu\'au bout.*

**Un prototype arrêté trop tôt**

> /\" Le simple bon sens dicte la marche à suivre : puisque
> l\'investissement est fait, puisque le combustible est disponible, et
> puisque les dépenses d\'exploitation peuvent être équilibrées par les
> fournitures d\'électricité, dépensons le plus tard possible les sommes
> inéluctables que nécessiteront la mise à l\'arrêt définitif et le
> démantèlement de la centrale. \"/ Georges Vendryes

**Comprendre ses performances industrielles**

Sur les 10 années d\'opération du réacteur :

-   54 mois de procédures administratives pendant lesquelles le réacteur
    est en état de fonctionner, mais n\'est pas autorisé
-   53 mois de réel fonctionnement

Deux évènements non nucléaires n\'ont pas aidé le réacteur:

-   \[En 1990, le toit de la salle des machines s\'effondre à cause
    d\'une chute de neige exceptionnelle.\]
-   \[La turbine de 1200MWe n\'était pas encore prête, il a fallu en
    faire deux de 600MWe. Cela a conduit à des difficultés de
    fonctionnement importantes dans les premières années et à des
    baisses notables du coefficient de disponibilité.\]

**Les fuites sodium**

Superphénix aura connu **3 très petites fuites** de sodium (à comparer à
Phénix qui en a eu 32, et oui le retour d\'expérience, ça compte).

*Première fuite:* mai 1987, une fuite sodium est constatée sur le
barillet. Cette fuite est causée par la corrosion d\'un acier proposé
par le partenaire allemand... Or cet acier n\'était ni utilisé, ni
validé sur Phénix. Cet équipement sera remplacé et cela nécessita une
intervention de 18 mois.

*Deuxième fuite :* en 1990, de l\'air s\'infiltre dans la partie
supérieure, dans le ciel d\'argon. Cette fuite est causée par un
compresseur de mauvaise fabrication. Cette fuite a servi de raison aux
politiques pour paralyser le réacteur qui ne pourra pas fonctionner
pendant 4 ans.

*Troisième fuite :* en 1995, une fuite d\'argon sur le tube
d\'alimentation d\'une cloche d\'échangeur, est localisée et réparée sur
place directement.

*Bilan :* trois fuites sans aucun rejet à l\'environnement, sans
conséquence radiologique grave.

**Rejets dans l\'environnement**

*à finir*

**Conséquences sociales de l\'arrêt de SPX**

L\'arrêt fut si brutal que beaucoup de personnes se sont retrouvées au
chômage du jour au lendemain.

Je vous conseille cet excellent article:

\[\[<https://www.contrepoints.org/2015/09/09/221198-larret-de-superphenix-fut-un-desastre-humain?source=post_page-----f23c9a43cc08-------------------------------->\]\[\]\]

L\'arrêt de Superphénix fut un désastre humain {#larrêt-de-superphénix-fut-un-désastre-humain .bf .gv .ij .z .rw .tk .tl .tm .tn .to .tp .gt .bk}
----------------------------------------------

### La fermeture de la centrale de Creys-Malville en 1998 s\'apparente à

un suicide économique et technologique.

www.contrepoints.org

**Justification de l\'arrêt de SPX, et aucun argument ne tient**

*à finir*

\[\[<https://www.senat.fr/rap/l97-4392/l97-439230.html?source=post_page-----f23c9a43cc08-------------------------------->\]\[\]\]

La politique énergétique de la France : passion ou raison ? (tome
-----------------------------------------------------------------

1.  -   Sénat

### Le Sénat a pour missions premières le vote de la loi, le contrôle du

Gouvernement et l\'évaluation des politiques...

www.senat.fr

8. La suite de SPX {\#566a .nm .nn .gu .bf .no .np .nq .nr .ns .nt .nu
======================================================================

.nv .nw .nx .ny .nz .oa .ob .oc .od .oe .of .og .oh .oi .oj .bk}

Le projet ASTRID, porté par le CEA, visant à développer un RNR-Na de
puissance intermédiaire, a été abandonné (en réalité repoussé après
2050, ce qui revient à tuer la compétence et donc abandonner le projet).

Le CEA a récemment essaimé deux structures privées afin de relancer les
concepts de RNR-Na. L\'espoir est désormais à placer dans deux
structures, [Hexana](https://www.hexana.fr/) et
[Otrera](https://otrera.fr/).

Les deux concepts reprennent certaines briques technologiques du projet
ASTRID. La différence notable est sur l\'échangeur intermédiaire:

-   Hexana a fait le choix d\'un stockage de sels fondus pour servir de
    batterie thermique, en utilisant un sel non réactif avec le sodium
    dans l\'échangeur
-   Otrera a fait le choix de l\'échangeur sodium-diazote du projet
    ASTRID.

Ces deux start-up proposent la technologie la plus mature de tout le
spectre du nucléaire innovant, en France comme à l\'international. On
parle de 400 années réacteurs en fonctionnement. Soit plus que les
RNR-Pb (plomb), RNR-gaz et RSF (sels fondus) réunis. Nous en avons eu
trois en France, à différentes puissances permettant de valider le
concept.

Souhaitons que cette fois-ci la France comprenne qu\'elle a rendez-vous
avec son avenir.

9. Conclusion {\#7476 .nm .nn .gu .bf .no .np .nq .nr .ns .nt .nu .nv
=====================================================================

.nw .nx .ny .nz .oa .ob .oc .od .oe .of .og .oh .oi .oj .bk}

J\'espère vous avoir donné des éléments utiles pour comprendre les
RNR-Na et le génie derrière Superphénix. Vous saurez quoi répondre quand
on vous parlera des soi-disant \"dangers\" de SPX.

\*Cet article est dédié aux 3000 techniciens et ingénieurs, hommes et
femmes, privés de leur formidable machine, avec les conséquences
sociales associées à cette brutale fermeture. Superphénix a été tué par
l\'ignorance des politiques. La France avait une avance considérable
qu\'elle a aujourd\'hui perdu. Soyons collectivement à la hauteur de
l\'héritage de nos anciens, à qui je n\'ai qu\'une chose à dire:
merci.\*

Plaque commémorative devant SPX.

Photo tirée de \"Superphenix Technical and Scientific Achievements\" par
Joël Guidez.

Le phénix renait toujours de ses cendres. Merci de m\'avoir lu 🧡.

Sources {\#25ca .nm .nn .gu .bf .no .np .nq .nr .ns .nt .nu .nv .nw .nx
=======================================================================

.ny .nz .oa .ob .oc .od .oe .of .og .oh .oi .oj .bk}

les réacteurs nucléaires à caloporteur sodium {#les-réacteurs-nucléaires-à-caloporteur-sodium .bf .gv .ij .z .rw .tk .tl .tm .tn .to .tp .gt .bk}
---------------------------------------------

### Cette monographie décrit l\'historique et le retour d\'expérience

technique accumulé sur ces réacteurs, dont les trois...

www.cea.fr

Source \[2\]

<https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/52/111/52111240.pdf>

Source \[3\]

\[\[/tag/superphenix?source=post~page~-----f23c9a43cc08--------------------------------\]\[\]\]

Superphenix

\[\[/tag/nuclear?source=post~page~-----f23c9a43cc08--------------------------------\]\[\]\]

Nuclear

\[\[/tag/sodium?source=post~page~-----f23c9a43cc08--------------------------------\]\[\]\]

Sodium

\[\[/m/signin?actionUrl=https%3A%2F%2F.com%2F\_%2Fvote%2Fp%2Ff23c9a43cc08&operation=register&redirect=https%3A%2F%2F.com%2F%40dragonfeu%2Flaventure-de-superph%25C3%25A9nix-f23c9a43cc08&user=Dragonfeu&userId=7398e98dfa8&source=---footer~actions~--f23c9a43cc08---------------------clap~footer~-----------\]\[\]\]

--

\[\[/m/signin?actionUrl=https%3A%2F%2F.com%2F\_%2Fvote%2Fp%2Ff23c9a43cc08&operation=register&redirect=https%3A%2F%2F.com%2F%40dragonfeu%2Flaventure-de-superph%25C3%25A9nix-f23c9a43cc08&user=Dragonfeu&userId=7398e98dfa8&source=---footer~actions~--f23c9a43cc08---------------------clap~footer~-----------\]\[\]\]

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[^1]: Source principale, monographie CEA RNR-Na.

    \[\[<https://www.cea.fr/multimedia/Pages/editions/ouvrages/monographies-nucleaire/reacteurs-nucleaires-caloporteur-sodium.aspx?source=post_page-----f23c9a43cc08-------------------------------->\]\[\]\]

[^2]: Source principale, monographie CEA RNR-Na.

    \[\[<https://www.cea.fr/multimedia/Pages/editions/ouvrages/monographies-nucleaire/reacteurs-nucleaires-caloporteur-sodium.aspx?source=post_page-----f23c9a43cc08-------------------------------->\]\[\]\]

[^3]: Source principale, monographie CEA RNR-Na.

    \[\[<https://www.cea.fr/multimedia/Pages/editions/ouvrages/monographies-nucleaire/reacteurs-nucleaires-caloporteur-sodium.aspx?source=post_page-----f23c9a43cc08-------------------------------->\]\[\]\]