1 Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009 Quelques pistes de...

1Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009

Quelques pistes de réflexions pour l’évolution de la troisième

génération électronucléaire

Sophie Gabriel

[email protected]


Avenir de Gen III•A l’horizon 2030 : Parc de troisième génération (Gen III) :

– Renouvellement du parc Gen II (France)– Augmentation prévue de la capacité installée (Monde)

•Après 2040 : Parc mixte Gen III et Gen IV

•Objectifs actuels : Développer Gen IV et Améliorer Gen III

1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090

PremiPremièères res rrééalisationsalisations

UNGG

CHOOZ

SystSystèèmes mes du futurdu futur

Generation I

Generation II

Generation III

RRééacteursacteursactuelsactuels

REP 900

REP 1300

N4 EPR

RRééacteursacteursavancavancééss

Generation IV

1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090


UNGG

CHOOZ


Generation I

Generation II

Generation III


REP 900

REP 1300

N4 EPR


1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090 1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090 1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2070 2090 2090


UNGG

CHOOZ


Generation I

Generation II

Generation III


REP 900

REP 1300

N4 EPR



UNGG

CHOOZ


Generation I

Generation II

Generation III


REP 900

REP 1300

N4 EPR


Generation I

Generation II

Generation III


REP 900

REP 1300

N4 EPR


Generation IVGeneration IV


Avenir de Gen III

•Améliorations possibles de Gen III :

– Compétitivité économique (→ Hauts taux de combustion)

– Optimisation de la ressource uranium (→ Hauts facteurs de conversion)

– Gestion des déchets (→ Coexistence Gen III - Gen IV)

– Sûreté

– Non-prolifération

– Sécurité d’approvisionnement

– …


Compétitivité économique de GEN III

•Point de vue économique, coût de production de l’électricité (coût moyen actualisé) :

•Amélioration de la compétitivité économique :– Baisse des dépenses :

• Réacteur : Investissement et exploitation• Cycle du combustible

– Augmentation de la production électrique : • Durée de vie• Disponibilité des réacteurs• Durée de cycle

actualiséeélectrique

actualisé


actualisée


actualiséactualisékWh

od

Comb

od

Exp

od

InvC

PrPrPr

60% 20% 20%


Amélioration Gen III – Hauts taux de combustion

•Augmentation de la production électrique– Historique Gen II :

• Durée de cycle : 12 → 18 mois • Taux de combustion : 33 → 45 GWj/t

– Objectifs Gen III :• Durée de cycle : 2 – 3 ans • Taux de combustion : ≈ 100 GWj/t

Paramètres :•Type de combustible:

UO2, CERMET, CERCER

•Fractionnement : 1/3 1/n 1/8

•Enrichissement 5% e 12% 4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Longueur d'un cycle (Jepp)

En

rich

isse

men

t en

ura

niu

m 2

35 (

%)

n =1/3n =1/5n =1/6 n =1/4n =1/8

70000 MWj/t

150000 MWj/t160000 MWj/t

180000 MWj/t

140000 MWj/t

120000 MWj/t

200000 MWj/t

130000 MWj/t

110000 MWj/t

100000 MWj/t

90000 MWj/t80000 MWj/t

2 ans (556 JEPP) 3 ans (834 JEPP)


Amélioration Gen III – Hauts facteurs de conversion

•Meilleure utilisation de la matière(Rapport, pour un intervalle de temps donné, du nombre de nucléides fissiles

produits au nombre de nucléides fissiles détruits.)

•Réacteurs sous modérés

• REP assemblage carré ou hexagonal

• REB

REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR

REFR REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR REFR

REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR

REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR REFR MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX REFR REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX REFR

REFR MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX REFR

REFR MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR REFR MOX MOX MOX FER MOX MOX FER MOX FER MOX MOX FER MOX MOX MOX REFR REFR

REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR

REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX FER MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR

REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR

REFR REFR REFR MOX MOX MOX MOX MOX MOX MOX REFR REFR REFR

REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR REFR

220225400230180

1, 255 mm

7, 600 mm

Fuel assembly 900Control rod 283

MOX

Blanket

220225400230180

1, 255 mm

7, 600 mm

Fuel assembly 900Control rod 283

MOX

Blanket


Hauts taux de combustion ou Hauts facteurs de conversion

•Conséquences des modifications de combustible

– Fonctionnement du réacteur :

• Temps de séjour du combustible en cœur

• Disponibilité

– Cycle du combustible

• Fabrication - Conception

• Quantités mises en jeu

• Qualités des matières

– Valeur énergétique

de la matière recyclée

– Radioprotection

– Criticité


Coexistence de Gen III et Gen IV

•France : Gestion durable des matières et déchets radioactifs (loi du 28 juin 2006)

– Evolution du parc électronucléaire avec arrivée des réacteurs Gen IV

– Nucléaire plus durable

Source : EDF, ENC 2002

Parc actuel

1975 2000 2025 2050 2075

Gen IV

EPR

U (Uapp, URT)

Pu (recyclage en MOX)

A.M. + P.F. ---> verres P.F. ---> verres

A.M. ---> verres ou recyclage

Recyclage Gen IV

Entreposage

Gen IVCycle

Extension durée de vie

Réacteurs

Cycle

1 Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009 Quelques pistes de...

Documents

Transcript of 1 Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009 Quelques pistes de...