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Dimensionnement d’un réacteur expérimental à sels fondus pour des essais multiphysiques

Energie, thermique, combustion, écoulements Neutronique Physique corpusculaire et cosmos Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

Les réacteurs à sels fondus (RSF) utilisent un sel combustible liquide en circulation au lieu d’un combustible solide refroidi par un fluide caloporteur. Le sel est le combustible et le caloporteur. De ce fait, les contre-réactions neutroniques sont intrinsèquement liées aux effets thermo-fluidiques inhérents aux propriétés et à l’écoulement du sel.

Historiquement, le développement d’une filière de réacteurs s’est toujours appuyé sur des essais de physique neutronique réalisés à très faible puissance et à échelle réduite dans des réacteurs-maquettes, complétés par des irradiations en réacteurs de puissance et par des essais technologiques. Pour obtenir des résultats extrapolables aux conditions nominales de fonctionnement du système réel, on adopte une démarche paramétrique pour traiter les non-linéarités causées par les contre-réactions thermohydrauliques.

Dans le cas de la future filière des RSF, le couplage fort des fonctions combustible et caloporteur oblige à penser différemment la conception d’un tel réacteur d’essais physiques.

Le travail de post-doctorat a pour objectif de répondre à la question suivante : quelles seraient les caractéristiques principales (dimensions, température, puissance) du cœur d’un réacteur d’essai permettant de réaliser des couplages neutroniques et thermo-fluidiques typiques des RSF à spectre rapide aux bonnes échelles ?

Dans un premier temps, la personne réalisera un état de l’art des connaissances sur les expériences de validation relatives aux RSF. Ensuite, elle s’intéressera à la phénoménologie des couplages neutroniques-thermo-fluidiques au sein des RSF, aux méthodes de modélisation de ces couplages, et aux besoins de données de validation. Enfin, à partir d’une analyse fonctionnelle, elle établira des critères de dimensionnement neutro-thermo et proposera une esquisse d’un cœur de RSF expérimental en précisant les seuils de taille et de puissance minimales nécessaires pour répondre aux besoins d’essais représentatifs.

Laboratoire

Département Etude des Réacteurs
Service de Physique expérimentale, d’essais en Sûreté et d’Instrumentation
Laboratoire des programmes expérimentaux et d’essais en sûreté
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