Micro-réacteurs à combustion auto-entrenue

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Réacteur à onde de combustion (TWR: Traveling wave reactor)

Le principe de fonctionnement d'un tel réacteur a été présenté la première fois par Charles STEVENS en 1999 (Lire la présentation)

Ce micro « réacteur à onde de combustion », TWR, en anglais (pour travelling-wave reactor), produirait de l'électricité durant une soixantaine d'années, voire plus. Sa taille serait réduite – quelques mètres de hauteur – et le réacteur ne nécessiterait aucun entretien. Une seule installation pourrait alimenter durant des décennies et à peu de frais un ou plusieurs villages ou quartiers et pourrait produire une puissance de l'ordre de 25 MW électrique.

Fonctionnant en mode surgénérateur, il faut un peu d'uranium 235 au cœur d'un TWR pour amorcer la réaction en chaîne. Les neutrons libérés par ce matériau fissile atteignent l'uranium 238, qui constitue l'essentiel de l'uranium naturel, et s'incorporent à ses noyaux, ce qui le transforme en plutonium 239. Ces atomes radioactifs finissent par émettre des neutrons quand leurs noyaux se cassent. Ces particules percutent de nouveaux atomes d'uranium 238 et la réaction continue au cœur du réacteur. Selon les concepteurs du principe, cette vague de combustion progresse lentement, à raison d'environ un centimètre par an. Initiée à une extrémité d'un bloc de soixante centimètres de longueur, elle mettra donc soixante ans à parvenir à l'autre bout. Ce bloc d'uranium « brûle comme une bougie » résument ses concepteurs. A la fin de l'utilisation, il reste au sein du bloc de l'uranium 238 et des matières fissiles, dont des transuraniens comme le plutonium. La réaction nucléaire produit de la chaleur, récupérée par du sodium liquide, porté à 550° C. Dans un réacteur nucléaire conventionnel, ce rôle est joué par l'eau. En travaillant à une température bien supérieure, le sodium liquide permet une meilleure efficacité de la conversion en électricité.