Le contexte
RAPHAEL - ReActor for Process heat, Hydrogen And ELectricity generation – est un projet de coopération internationale du 6ème PCRD de la Commission européenne auquel participe l’IRSN. Poursuivant les travaux entamés par plusieurs projets moins importants soutenus par l'UE depuis 1998, le projet RAPHAEL a débuté le 15 avril 2005 pour 4 ans. Il a pour objet de réaliser des actions de recherche et développement en support à la conception d’un système innovant de fission nucléaire pour la prochaine génération IV de réacteurs nucléaires, le réacteur à très haute température (VHTR, Very High Temperature Reactor). La technologie VHTR, concept évolutionnaire de la technologie HTR, permettrait de produire non seulement de l’électricité mais aussi de la chaleur industrielle et de l’hydrogène, sans émission de CO2. Il pourrait servir à l’industrie chimique, au dessalement de l’eau de mer ou encore au chauffage urbain.
Coordonné par AREVA NP, le projet rassemble trente cinq organismes, issus de dix pays européens, impliqués dans les réacteurs à haute température : industriels, exploitants, universités, organismes de recherche.
Le projet est divisé en 8 sous-projets : physique des cœurs HTR et thermodynamique, technologie du combustible, aval du cycle du combustible, développement de matériaux, développement des composants, sûreté, intégration du système et gestion du projet.
L’implication de l’IRSN
L’IRSN est impliqué dans quatre thématiques :
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L’évolution du combustible TRISO sous irradiation en termes de composition isotopique - utilisation de codes de calculs de neutronique et comparaison à des résultats expérimentaux déduits d’irradiations de boulets de particules dans le réacteur HFR à Petten (Pays-Bas) ;
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La modélisation du comportement du combustible sous irradiation sur la base des résultats expérimentaux ci-dessus ;
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La modélisation thermohydraulique de circuit en hélium - utilisation du code
CATHARE-Gaz dans le cadre du « benchmark » sur la base de transitoires menés sur la boucle HE-FUS3 (ENEA, Italie) ;
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Une revue sur le comportement de produits de fission dans le circuit primaire d’un VHTR (formes chimiques, transport, dépôt et interaction avec des poussières) et l’analyse des formes chimiques des produits de fission dans le graphite.
Pour l’essentiel, l’IRSN est impliqué dans des thématiques pertinentes pour d’autres concepts de réacteurs, par exemple les réacteurs à neutrons rapides refroidis à gaz.
Par ailleurs, l’IRSN a participé aux trois réunions du Safety Advisory Group créé pour appuyer les acteurs du projet RAPHAEL dans les orientations à retenir : le SAG rassemble un certain nombre d’experts dont certains font partie d’autorités de sûreté ou d’appui à des autorités de sûreté (IRSN, US NRC, NNR en Afrique du Sud, ...).
Les perspectives
La majorité des actions du projet RAPHAEL se termine en 2010, un délai supplémentaire d’un an ayant été accordé à tous les sous-projets sauf un, compte tenu de retard dans la disponibilité de résultats expérimentaux.
Prenant la suite de RAPHAEL, le projet européen EUROPAIRS (End-User Requirements fOr industrial Process heat Application with Innovative nuclear Reactors for Sustainable energy supply) a pour objectif de définir le cahier des charges et le programme de développement d’un démonstrateur VHTR couplé à un procédé industriel. Cette étape a été définie dans la plateforme SNE-TP et contribuera à la poursuite des recherches sur la filière VHTR. L’IRSN a postulé pour participer à certaines actions de ce nouveau projet.