Exploration du Potentiel du Combustible ( 232Th-233U-235U )O2 dans les réacteurs à eau pressurisée type SMR, étude paramétrique

Abstract

Cette thèse explore le potentiel du combustible (232Th-233U-235U)O2 dans les réacteurs modulaires de petite taille, en mettant en avant ses avantages et ses défis. Nos recherches révèlent que ce mélange de combustible innovant peut améliorer les performances et la sécurité des SMR tout en réduisant la production d'isotopes indésirables tels que le plutonium et les actinides mineurs à longue durée de vie. Les SMR, connus pour leur conception robuste et leurs caractéristiques de sûreté passive, gagnent en popularité en raison de leur capacité à s'adapter à diverses demandes énergétiques. En remplaçant 238Upar le 232Th, des avantages significatifs tels qu'une production réduite de plutonium et une densité de puissance accrue sont obtenus avec le combustible (232Th -233U-235U)O2. Malgré des performances légèrement inférieures par rapport au combustible (232Th -233U)O2 pur, le (232Th-233U-235U)O2 présente une période critique 14% plus longue sans nécessiter de modifications majeures du réacteur. Cependant, maintenir un coefficient de température du modérateur négatif pose un défi lors de l'utilisation de 233U comme matériau fissile. Pour y remédier, nous proposons l'intégration de PaO2 en tant qu'Absorbeurs Intégrés de Combustible Brûlable, améliorant ainsi la température du modérateur et le coefficient de température du combustible grâce à l'absorption thermique et à la résonance. Nos résultats suggèrent que le combustible (232Th -233U-235U)O2 est viable et offre des avantages significatifs en termes de sécurité et de performances dans les SMRs.