Réacteur à lit de boulets

Boulet de graphite pour réacteur PBR

Un réacteur (modulaire) à lit de boulets (de l'anglais pebble bed (modular) reactor abrégé PBR ou PBMR) est une technologie de réacteur nucléaire à très haute température.

Elle comprend aussi les réacteurs nucléaires haute température, avec par exemple le thorium high-temperature nuclear reactor (THTR) construit en 1983 à Hamm-Uentrop (Allemagne) et définitivement arrêté en 1989.

Principes

Pour modérer la réaction en chaîne, il utilise du graphite pyrolitique à la place de l'eau. Comme caloporteur, il utilise un gaz semi-inerte tel que l'hélium, l'azote ou le dioxyde de carbone lequel porté à très haute température actionne directement une turbine.

Histoire

Cette technologie a été développée en Allemagne. Un réacteur expérimental de 15 MWe a été construit au centre de recherche de Juliers. La première réaction en chaîne a démarré le 26 août 1966, puis l'équipement a été définitivement arrêté le 1^er décembre 1988 après 21 ans d'essais. Enfin, la décision de sortie du nucléaire civil du gouvernement allemand prise en 2000 a mis un terme à ces travaux. Différentes variantes sont actuellement étudiées, notamment par le MIT aux États-Unis, en Afrique du Sud et en Chine. Une turbine de 210 MWe est en cours de tests en 2018 à la Shidao Bay et sa mise en service est attendue en fin d'année 2018 ; 18 unités de cette technologie sont planifiées pour la même centrale ; une version plus puissante de 650 MWe composée de six réacteurs et une turbine est à l'étude pour déploiement dans plusieurs centrales existantes

En janvier 2002, des contrats ont été signés avec des sociétés sud-africaine et américaine, en vue de la construction d'une deuxième centrale d'énergie nucléaire en Afrique du Sud, une centrale d'essai utilisant la technologie de réacteur à lit de boulet (PBMR) sur le site de Koeberg (près du Cap), seule centrale nucléaire du pays. Une opposition importante réunit des groupes de pression écologistes tels que Earthlife Africa et Koeberg Alert, préoccupés par l'impact sur l'environnement et la prolifération nucléaire.

La République populaire de Chine étudie actuellement la production d'électricité par des réacteurs PMBR. Une première centrale expérimentale "HTR-10" de 10 MW existe et la construction d'un premier prototype ""HTR-M" de 200 MWe a démarré en 2011 sur le site de la centrale nucléaire de Shidao Bay pour la compagnie chinoise Huaneng.

Avantages

Comparé au réacteur à eau pressurisée, cette technologie ne nécessite pas le système complexe contrôlant la vapeur d'eau. De plus, l'efficacité du transfert d'énergie (ratio de la puissance électrique sur la puissance thermique) est plus importante dans le cas du réacteur PBR. Enfin, le gaz dissout moins de matières radioactives et absorbe peu de neutrons, ce qui diminue la quantité de fluide radioactif dans le cœur du réacteur.

Inconvénients

La critique la plus courante provient du caractère inflammable du graphite, ce qui induit un risque de fuite du combustible nucléaire dans les fumées d'un incendie. Cependant le graphite n'est pas nécessairement le fluide caloporteur. Ce peut être l'helium comme dans le cas de la centrale chinoise de Shidao Bay.

Comme le combustible est contenu dans du graphite, le volume des déchets nucléaires est plus important.

Voir aussi

Articles connexes

• Réacteur nucléaire
• Fission nucléaire
• Sécurité nucléaire
• Centrale nucléaire

Liens externes

• (en) IAEA HTGR Knowledge Base
• (en) Let a Thousand Reactors Bloom - article by Spencer Reiss in Wired about China's pebble bed technology
• (en) "'Pebble-bed' cracker to begin construction", China Daily, fév. 2006
• (en) "Nuclear activists radiate with anger", 2002
• (en) Living on Earth: Pebble Bed Technology -- Nuclear promise or peril?

Bibliographie

• (en) T. Kindt, H. Haque (1992), Recriticality of the HTR-Module Power Reactor after hypothetical accidents ; Nuclear Engineering and Design, Volume 137, Issue 1, September 1992, Pages 107-114 ([1])