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Communiqués de presse

 

Paris, le 31 janvier 2007

 

Succès pour une expérience clé de technologie nucléaire
Des neutrons pour la recherche et la gestion des déchets

 

Des neutrons pour la recherche et la gestion des déchets Megapie est une expérience internationale pionnière réalisée au Paul Scherrer Institute (PSI) de Villigen en Suisse, dont le but est de produire des neutrons à partir d’une cible de métal liquide frappée par un faisceau de protons. Avec cette première mondiale, une source de neutrons de haute puissance a été produite à partir d’un faisceau de protons d’un megawatt. Les neutrons de haute énergie sont utilisés dans de nombreux domaines de recherche et pourraient théoriquement être utilisés pour incinérer des déchets nucléaires. La première phase de l’expérience s’est récemment terminée à la grande satisfaction de la communauté scientifique internationale, avec des résultats au delà des attentes.

 

Les propriétés uniques des neutrons en font des particules indispensables pour la recherche sur les structures atomiques de la matière, incluant même les substances biologiques. Les neutrons sont obtenus à partir des noyaux des atomes, comme cela est réalisé dans la Source de neutrons de spallation ("Sinq") à PSI. Pour cette source, un faisceau de protons de haute énergie est dirigé sur une cible métallique et percute les neutrons du matériau de la cible en réalisant ainsi leur éjection ou "spallation". Jusqu’à présent, la source était constituée de métal solide, mais des calculs théoriques ont montré qu’une cible de métal liquide pourrait produire un flux plus intense de neutrons.

Megapie (Megawatt pilot experiment) a donc été fabriquée pour obtenir cette démonstration, avec un fonctionnement sur plusieurs mois et une quantité de 920 kg de plomb bismuth liquide. Le faisceau de protons utilisé d’une puissance de 1 megawatt est fourni par le cyclotron de PSI. Ce faisceau est le plus puissant au monde, ce qui revient à chauffer une théière avec la puissance de 500 fours électriques.

 

Utilisation pour la gestion des déchets nucléaires

Avec leur énergie élevée, les neutrons peuvent être utilisés comme source dans un réacteur nucléaire sous critique dans lequel des éléments très radioactifs tels que le neptunium, l’américium et le curium, présents dans les déchets nucléaires à vie longue des centrales, peuvent être en principe transmutés en éléments à vie courte ou même stables. Megapie a fourni des informations importantes pour développer cette technique même si, selon les experts, le chemin est encore long pour cette application.

Néanmoins, la perspective d’être capable de "brûler" des déchets nucléaires a conduit à un intérêt considérable pour Megapie. Le coût du projet de 50 millions d’euros a été partagé par de nombreux partenaires, incluant la Commission Européenne. Depuis 2000, une équipe pluridisciplinaire a travaillé activement sur l’expérience et a réalisé une quantité innombrable d’essais Cette équipe est constituée de 170 chercheurs, ingénieurs et techniciens appartenant à des organismes de recherche européens (CEA, CNRS, Enea, FZK, PSI, SCK•CEN), japonais (Jaea), coréens (Kaeri) et américains (DOE).

Le CEA a été co-responsable technique du projet avec PSI, et a notamment développé le système spécifique d’échangeur thermique et les capteurs neutroniques miniatures. Le CNRS (IN2P3 et Chimie) a, via son laboratoire Subatech à Nantes, supervisé la conception de la cible qui a ensuite été en grande partie fabriquée par l’entreprise française Atea-Reel.

 

Megapie est devant

Comme partout dans le monde scientifique, la compétition est rude dans le domaine des cibles à métal liquide. Dans la course pour démontrer cette technologie, des projets existent aux États-Unis et au Japon. Le fonctionnement de Megapie entre août et décembre 2006 a produit des résultats qui indiquent que le flux de neutrons obtenu est 80% supérieur à celui d’une cible solide, dépassant ainsi les attentes. L’examen de la cible maintenant solidifiée va débuter pour quelques années et fournira des informations inestimables sur la composition et le comportement des matériaux utilisés. Ces résultats seront utilisés en retour pour concevoir de nouvelles cibles de spallation Sinq. Les systèmes pilotés par accélérateur bénéficieront aussi énormément de l’expérience obtenue avec Megapie : à ce titre et pour les projets industriels futurs de transmutation des déchets nucléaires, Megapie est une expérience clé.

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • Alex C. Mueller (IN2P3/CNRS), Tél :  06 87 86 38 60
  • Dominique Warin (CEA), Tél :  01 69 08 64 17

Contact presse

  • CNRS : Cécile Pérol, Tél : 01 44 96 43 09
  • CEA : Stéphane Laveissière
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