Petits réacteurs nucléaires modulaires

On parle beaucoup des PRM ! Pour combattre le réchauffement climatique.. Et ça pourrait servir sur la Lune , sur Mars...partout!

Raoul a écrit:On parle beaucoup des PRM ! Pour combattre le réchauffement climatique.. Et ça pourrait servir sur la Lune , sur Mars...partout!

Moui, sauf que ces PRM sont certes "petits" par rapport aux monstres de plusieurs milliers de MW mais restent de taille et surtout masse importante pour une utilisation extra-planétaire...

La NASA travaille déjà sur de petits réacteur nucléaires projetables sur la Lune ou Mars avec le projet KRUSTY mais on parle plutôt de 10kW (là où les PRM seront de l'ordre de dizaines ou centaines de MW).

La France est d'ailleurs logiquement bien placée sur les PRM puisqu'ils sont directement dérivés des chaufferies nucléaires de nos sous-marins (qui à l'inverse de celles des américains, utilisent un niveau d'enrichissement relativement bas).

Une autre utilisation "spatiale" d'un tel reacteur serait une implantation en Guyane. Il y a de la place...

Au moins à court terme un PRM sera très différent d'un réacteur lunaire au point qu'il n'y aura très communalisé (sauf éventuellement filière d’approvisionnement, capteur, contrôle ...)
 
déjà il y a la différence de puissance évoqué par syl. mais il y a aussi:
 
La maintenabilité : un PRM peut être entretenu par des techniciens (après retrait du combustible et décontamination) ou des robots spécialisé. C’est inenvisageable du la lune, car on apportera jamais le matériel d'entretien du réacteur en plus de tout ce dont on a besoin.
 
Résistance mécanique : un réacteur civil c’est une installation industriel, sa vas subir 1g pendant des décennies, un peu comme tout ce qui se trouve à la surface de la terre. Par contre un réacteur lunaire va subir 1g avant son lancement, 4g + vibration pendant le lancement 0g pendant le transit, 0,5-0,7g + vibration pendant la descente, un choc a l’alunisage puis 1/6g jusqu’à la fin de sa vie. Evidement c’est les 4g qu’il faut prendre en compte dans le design du réacteur. On peut même pas compare a réacteur des sous-marin qui d’habituelement subis 1g , mais peuvent en subir moins (quasiment 0g lorsqu’il bondit hors de l’eau) ou plus (manœuvre serrer, atterrissage après bond) voir beaucoup plus (explosion torpille/grenade/mine, le cas d’école restant le koursk dont les réacteur on pas bronché lorsque l’arsenal a exploser). Mais ce sont des phénomènes transitoires durant de quelque seconde (manœuvre) ou quelque fraction de seconde (explosion) donc un système d’amortissement fait déjà le gros du travail. Sur un lancement qui du plusieurs minute, l’accélération est établie et donc aucun amortissement est possible (sauf pour les vibrations).
 
Le confinement : pas besoin de blindage contre les crashs d’avion, de bouclier antiradiation ou de dalle pour retenir le corium en cas de fonte du réacteur. Le réacteur sera transporté indépendamment de l’équipage, enfouille dans un cratère et recouvert de régolite. Cette enterrement (ou enlunement) protège les astronautes des radiations et le réacteur de météorite. Si le réacteur explose, il n’y a pas d’air pour transporté le nuage (les debris retomberons autour du réacteur qui sera déclaré zone interdite) et si le réacteur entre en fusion, il n’y a pas de nappe phréatique à exploser et/ou contaminer sous le réacteur.
 
Le refroidissement : sur terre on a de grosse quantité d’eau qu’on réchauffe (circuit de refroidiement ouvert) ou on vaporise (tour aerorefrigerente des circuits fermés) pour refroidir le réacteur (avec 2 ou 3 circuits entre le réacteur et l’eau qu’on rejette). Sur la lune on n’a pas d’eau, ni même d’air pour se refroidir, donc on est obligé d’évacuer la chaleur par radiation ce qui est pas super efficace.

Le problème sur la Lune c'est plus en cas d'arrêt qui interviendra de toute façon, soit pour recharger soit pour une maintenance autre, le problème du refroidissement du fluide caloporteur .
Si le réacteur est enfoui, il faut quand même mettre une surface d'échange avec l'espace et si possible dans un endroit à l'abri du Soleil pour maximiser l'effet radiatif, donc un point ou la température est très basse d'où le problème en cas d'arrêt..

jassifun a écrit:Une autre utilisation "spatiale" d'un tel reacteur serait une implantation en Guyane. Il y a de la place...

Je suis entièrement d'accord !
Cela permettrait de ne pas empiéter sur la forêt équatoriale pour installer de hectares de panneaux solaire, et surtout de ne pas contraire à l'exile des autochtones qui n'ont rien demandé à personne.

Je ne vois pas de lien entre ce thème et le spatial. Un SMR/PRM n'est pas du tout quelque chose qu'on peut utiliser dans l'Espace.

Dommage que la filière à  sel fondu et pression normale (nettement plus sûre) n’a pas été choisie en France. De plus, le Thorium comme combustible est la seule solution sérieuse du futur énergétique sur Terre. L’éolien est une fausse bonne idée. Bon, retournons à l’espace après cette interlude !

encore un peu de hors sujet /

je comprends très bien le fonctionnement du réacteur au thorium rendu fertile par un neutron lent .
mais de quelle façon est produit l électricité , comment est tiré l électricité du réacteur ?

sinon où trouver ? merci

josé a écrit:encore un peu de hors sujet /

je comprends très bien le fonctionnement du réacteur au thorium rendu fertile par un neutron lent .
mais de quelle façon est produit l électricité , comment est tiré l électricité du réacteur ?

sinon où trouver ?    merci

De mémoire, il y a eu deux propositions :
Filière "propre" avec un accélérateur de particule mais ça suppose une autre source d'électricité,
une filière moins écolo, avec un dopage avec des éléments recyclés provenant de la filière "normale" du nucléaire.
D'un point de vue sécurité mieux vaut la première, mais la seconde permettrait d'éliminer au moins en partie les déchets nucléaires.

josé a écrit:encore un peu de hors sujet /

je comprends très bien le fonctionnement du réacteur au thorium rendu fertile par un neutron lent .
mais de quelle façon est produit l électricité , comment est tiré l électricité du réacteur ?

sinon où trouver ?    merci

C’est une machine thermique dont le cœur du réacteur est la source chaude.Comme tout réacteur nucléaire cette machine thermique ne peut se brancher directement sur cette source, mais sa chaleur doit être évacuée le plus souvent par des fluides caloporteurs afin de la protéger. Sur Terre la source froide est le plus souvent l’eau d’un fleuve ou de la mer. Mais pour l’espace on utilise le fond cosmologique à 4K par effet radiatif.L’électricité est produite au moyen d’alternateurs ou de Dynamo actionnées par des  turbines ou plus directement par effet thermoélectrique Seebek

Bien ce petit rappel Giwa !

Concernant ces "petits" réacteur nucléaire, je croit me souvenir que le futur porte avion Français nécessite un nouveau design de chaufferie nucléaire (des k15 actuelles, a de nouvelle k22) Si c'est une réutilisation de ce réacteur ; tout sa, c'est sans doute pour faire baisser les couts amha.

wettnic a écrit:Dommage que la filière à  sel fondu et pression normale (nettement plus sûre) n’a pas été choisie en France. De plus, le Thorium comme combustible est la seule solution sérieuse du futur énergétique sur Terre. L’éolien est une fausse bonne idée. Bon, retournons à l’espace après cette interlude !

je n'y connais rien, mais il me semble avoir lu ( ou ??? je ne sait plus ) que c'est en partie du a la dissuasion nucléaire française. La matière fissile nécessaire pour produire les bombes atomiques ne peut pas être produite dans un réacteur a thorium, à la différence d'un réacteur classique a eau pressurisé

je me souvient pas de tout les détails , mais l'explication me suffit a comprendre pourquoi notre classe politique ne fera jamais de réacteur a thorium ( et ce qui doit expliquer aussi pourquoi sa n'a pas grand succès dans le reste du monde) Si un spécialiste de la question pouvait éclairer ma lanterne sur ce point ( ou au pire citer un site web expliquant cela) merci bien!

@yoann  Au sujet de la filière Thorium, voici i cet article du CEA :
https://www.cea.fr/comprendre/Pages/energies/nucleaire/essentiel-sur-une-filiere-nucleaire-au-thorium.aspx

À lire d’abord et ensuite on peut en discuter !

Au sujet des réacteurs au Thorium, il y a aussi ce documentaire diffusé sur Arte, il y a un moment :

Très intéressant ! On voit que que cela nous amène non seulement aux comparaisons entre les filières uranium et thorium…mais aussi entre les technologies à eau pressurisée et aux sels fondus et que tout ça est imbriqué…sans compter les aspects stratégiques et financiers . Et n’oublions que le futur pourra remanier toutes ces cartes ! 

Hélas, nos politiciens n’étant pas vraiment formés dans un esprit scientifique, se laissent embrigader dans des solutions de productions d’énergies alternatives véhiculées par des gens tout aussi peu formés dans le raisonnement scientifique. Résultat: en Suisse, nous aurons des coupures d’électricité d’ici 4 ans ! (Désolé d’être encore hors sujet mais cette rubrique me mets hors de moi)

Si chacun avait un petit reacteur nucleaire dans sa cave pour le chauffage et l'electricite ce serait parfait.

Y compris un tout petit pour chauffer la machine à café !

Ah le beau mythe de la fusion froide ça va faire depuis 1956 qu'on en parle... En attendant la part de courant nucléaire dans le monde diminue chaque année et le prix au kw est déjà beaucoup plus cher que pour le solaire et l'éolien. Et le prix des énergies renouvelables baisse de manière continue. Il faudrait vraiment une technologie nucléaire disruptive pour être compétitif au 21ème siècle a voir si la France en est capable. La lenteur du déploiement des énergies renouvelables et l'abscence de planification voilà ce qui nous mène aux pénuries (j'aime bien ce hors sujet).

https://www.revolution-energetique.com/nucleaire-enjeu-majeur-des-presidentielles-de-2022/

Avec un peu de chance les francais mettront leur petit reacteur a Evian sur le Leman pour que les suisses puissent en profiter. 

jassifun a écrit:Avec un peu de chance les francais mettront leur petit reacteur a Evian sur le Leman pour que les suisses puissent en profiter. 

Ils ont déjà essayé un peu plus loin, à Creys-Malville... 

Un des problèmes , actuel est l’empreinte carbone de la production d’électricité : il faut tout de même rappeler que l’empreinte carbone de la France pour la production d’électricité est près de neuf inférieure à celle de l’Allemagne: 42 g CO2 eq / kWh contre 362 g CO2 eq/kWh .  Pour la Suisse , la situation n’est sans doute pas la même grâce à l’énergie hydraulique de ce pays montagneux 
https://www.sfen.org/rgn/allemagne-energiewende 
Il y a donc encore aussi beaucoup à faire en Allemagne pour améliorer la situation sans esprit partisan et nationaliste pour autant.

wettnic a écrit:Dommage que la filière à  sel fondu et pression normale (nettement plus sûre) n’a pas été choisie en France. De plus, le Thorium comme combustible est la seule solution sérieuse du futur énergétique sur Terre. L’éolien est une fausse bonne idée. Bon, retournons à l’espace après cette interlude !

Et pourtant. 

Il y a dans l'espace du système solaire infiniment plus de matière première et d'énergie que seulement sur et dans la Terre. Rien que pour cela, il faut les exploiter. Et aussi apprendre à extraire dans le vide et en impesanteur ces matières, ce qui sur Terre a été maîtrisé depuis des générations.