La modification du design initial des réacteurs 900 MWe et la limitation du pourcentage d'assemblages Mox à 30 % du total
La
limitation à 12 % de la teneur en plutonium du Mox n'est pas la seule
contrainte portant sur le recyclage du plutonium dans les réacteurs
à eau pressurisée. En réalité, l'utilisation du Mox
impose des modifications de la conception et des investissements
complémentaires sur les REP des tranches CP1-CP2. Ainsi que l'a
indiqué Framatome à vos Rapporteurs, ces modifications sont
d'ampleur limitée mais incontournables
34(
*
)
.
Du fait de la présence de plutonium fissile dans le combustible, des
neutrons à haute énergie non ralentis provoquent un nombre de
fissions plus important que dans le combustible classique. La première
conséquence en est que les moyens de contrôle de la
réactivité qui agissent principalement sur les neutrons lents
sont moins efficaces. Il faut donc les renforcer. Des grappes de contrôle
supplémentaires sont donc installées dans ce but sur les
réacteurs et les teneurs en bore sont augmentées. Dans le cas
particulier des réacteurs 900 MWe, ce sont quatre grappes noires
supplémentaires qui ont été rajoutées.
Par ailleurs, les réacteurs " moxés " se
caractérisent par une diminution des contre-réactions de vide et
l'on peut atteindre avec des quantités moindres, en dehors de la
présence d'eau, la criticité. En outre, un nombre plus
réduit de neutrons retardés étant émis après
une fission, le combustible est plus sensible à des variations rapides
de réactivité. Ces phénomènes sont prévenus
par des exigences précises sur la maîtrise de certains transitoire
et par un renforcement des capacités de refroidissement à long
terme. C'est ainsi que, sur les réacteurs 900 MWe, la concentration en
bore et les volumes disponibles des réservoirs d'appoint en bore sont
augmentés, de même que la concentration du réservoir de
stockage de la piscine.
Une fois effectués ces changements mineurs d'équipement et de
modes de conduite, le réacteur présente des
caractéristiques intéressantes pour l'exploitation, comme une
perte de réactivité moindre qu'avec le combustible classique.
Dans tous les cas, la pratique actuelle française est que les
assemblages combustibles confectionnés avec du Mox ne
représentent que 30 % du total. Par ailleurs, des contraintes de gestion
particulières sont assignées au combustible Mox qui ne peut
séjourner aussi longtemps en réacteur que le combustible à
l'oxyde d'uranium. Un réacteur 900 MWe fonctionnant au combustible
standard à l'oxyde d'uranium est rechargé par quart de coeur,
avec une longueur de campagne de 12 mois, c'est-à-dire tous les ans. Un
réacteur " moxé " continue d'être rechargé
par quart de coeur pour le combustible UO2, mais est rechargé par tiers
de coeur avec du combustible Mox, la durée de la campagne restant de 12
mois .
|
caractéristiques |
assemblages Mox |
assemblages UO2 |
|
nombre d'assemblages en % du total |
30 % |
70 % |
|
teneur en plutonium |
5,3 % |
- |
|
équivalent enrichissement en U 235 |
- |
3,25 % |
|
épuisement maximal de décharge autorisé |
39 000 MWj/t |
48 000 MWj/t |
|
nombre de cycles en réacteur |
3 |
4 |
La
montée des taux de combustion des combustibles à l'uranium que
l'exploitant appelle de ses voeux pour augmenter la rentabilité, induit
une nouvelle contrainte en aval. En effet, le combustible ultérieurement
retraité comporte du plutonium de qualité dégradée,
ainsi qu'on l'a vu plus haut. En termes techniques, on parle d'une
dégradation du vecteur isotopique du plutonium, ce qui veut dire que le
plutonium retraité comporte une proportion accrue d'isotopes pairs. En
conséquence, il est nécessaire d'augmenter la teneur en plutonium
du Mox.
Un dossier en cours d'instruction par les autorités de
sûreté depuis 1996 sollicite en conséquence l'augmentation
de la teneur en plutonium. Le tableau suivant présente les
caractéristiques de la gestion projetée si les autorisations
demandées sont accordées.
|
|
assemblages Mox |
assemblages UO2 |
|
nombre d'assemblages en % du total |
30 % |
70 % |
|
teneur en plutonium |
7,08 % |
- |
|
nombre de cycles en réacteur |
3 |
4 |
Par ailleurs, la gestion séparée des assemblages Mox - 3 cycles - et des assemblages standards - 4 cycles - complique l'exploitation pour EDF. En conséquence, un projet a été lancé par EDF, intitulé " Parité Mox " , pour s'affranchir de cette contrainte. Le tableau suivant indique quelles pourraient alors être les caractéristiques d'exploitation des réacteurs ainsi moxés.
Tableau 17 : objectifs du projet " Parité Mox " à horizon 2002 37( * )|
caractéristiques |
assemblages Mox |
assemblages UO2 |
|
nombre d'assemblages en % du total |
30 % |
70 % |
|
teneur en plutonium |
8,65 % |
- |
|
nombre de cycles en réacteur |
4 |
4 |
L'étude de faisabilité a récemment conclu
que
la teneur en plutonium du Mox doit être de 8,65 % et que quatre grappes
d'arrêt supplémentaires sont nécessaires ainsi qu'une
augmentation du réservoir de stockage de la piscine. Compte tenu des
rapports de sûreté à élaborer et des modifications
à réaliser sur les tranches, cette gestion pourrait être
mise en service à la fin de l'année 2002.
Quant aux perspectives d'augmenter le pourcentage d'assemblages de Mox, elles
sont peu encourageantes. Framatome écrit
38(
*
)
:
" pour utiliser le Mox
à des taux supérieurs à 30 %, des modifications devront
être faites, dont la mise en oeuvre sur les tranches existantes sera
coûteuse avec des délais d'intervention importants. En tout
état de cause, un taux de recyclage supérieur à 40 % n'est
pas envisageable sans une refonte complète de ces tranches et une nette
remise en cause de leur capacité de suivi du réseau "
.