Possible scenarios for a transition to a thorium-based fuel cycle in a pebble-bed high temperature reactor

Abstract

Les bibliothèques de données nucléaires fiables/la durabilité de l’énergie nucléaire, avec l’évacuation des stocks de croissance en monde tels que les déchets radioactifs/les matières nucléaires de qualité militaire en excès, sont les deux défis les plus actuels auxquels fait face la recherche en ingénierie nucléaire. Par conséquent, cette thèse est divisée en deux grandes parties : la première partie concentrée sur le traitement des bibliothèques de sections efficace en utilisant des évaluations de données nucléaires base sur les bibliothèques ENDF/B/JEFF/traitées par les systèmes de codes NJOY/NECP-Atlas. Les bibliothèques traitées ont été validées à l'aide d’expériences incluses dont le guide ICSBEP puis par rapport à d’autres expériences consolidées telles que les benchmarks d'effet Doppler qui sont basées sur des cellules de réacteur PWR (élargissement doppler dans le combustible)/de blindage Oktavian. Une fois les bibliothèques développées, les analyses préliminaires ont été effectuées sur le réacteur TRIGA afin d’évaluer les paramètres-clés de réacteur (le facteur de multiplication effective des neutrons, la fraction effective de neutrons retardés, le temps effectif de génération de neutrons, les coefficients de sûretéetc.). La deuxième partie de cette thèse examine les potentiels combustibles à base de thorium avec divers isotopes ‘driver’ pour les intégrer dans l’une des conceptions les plus prometteuses des réacteurs, le réacteur à lit de boulets refroidi par gaz (HTR) basé sur les particules TRISO, pour identifier les mélanges potentiels/pour analyser leurs performances neutroniques/physiques. Les combustibles évalués dans cette thèse incluent le combustible à dioxyde de thorium mélangé avec l’uranium faiblement enrichi à dosage élevé (High-Assay Low-Enriched Uranium), le plutonium issu du recyclage de combustible de réacteur utilise, le plutonium issu de combustible militaire/U-233. De plus, tous les paramètres ont été évalués en utilisant nos bibliothèques générées. Enfin, dans cette thèse, les nouvelles méthodes de contrôle de réactivité pour le combustible (Th,233U)O2 ont été proposées en utilisant les absorbeurs consommables incorporés dans TRISO/QUADRISO Afin de disposer d’une anti-réactivité neutronique au début de cycle, de réduire l’excédent de réactivité/d’augmenter les longueurs de cycle de fonctionnement.