DESCRIPTION GENERALE

Description générale de l’unité nucléaire

L’unité nucléaire est composée d'une seule structure de génie civil comprenant deux zones avec différentes enceintes de confinement : le bâtiment réacteur (BR) et le bâtiment auxiliaire nucléaire (BAN). L'objectif de cette structure unique est de contenir toutes les matières radioactives dans un seul endroit.

Le réacteur est de type piscine. Sa puissance thermique maximale est de 100 MW. Cette puissance est dissipée via les circuits primaire et secondaire de refroidissement externe lors de l'irradiation ; le cœur, le circuit primaire et les plates-formes expérimentales, sont complètement enfermés dans le bâtiment du réacteur. La piscine du réacteur est reliée à différentes piscines d’entreposage du combustible usé et à plusieurs cellules chaudes de préparation et d’analyse. Elle est située dans la partie immergée du bâtiment auxiliaire nucléaire (BAN).

Plots antisismiques

La protection contre les risques sismiques a nécessité une conception spécifique de l'unité nucléaire. Elle repose sur deux sous-sols séparés par environ 160 plots antisismiques (plots de béton et d'absorbeurs d'élastomère) en mesure de maintenir l'intégrité complète du bâtiment en cas de secousse importante.
Évaluation complémentaire de sûreté du RJH

Les Evaluations Complémentaires de Sûreté

Suite aux évènements survenus à Fukushima-Daïchi au Japon (printemps 2011), l’Autorité de Sûreté Nucléaire française (ASN) a lancé un ensemble d’Evaluations Complémentaires de Sûreté, en concertation avec les pays européens.

L’Evaluation Complémentaire de Sûreté du RJH, remise dès septembre 2011 à l’ASN, démontre la bonne robustesse de l’installation à des évènements naturels dont le niveau serait supérieur à celui prévu dans son dimensionnement. Des dispositions complémentaires vont cependant être prises par le centre du CEA Cadarache pour accroître cette robustesse et disposer de marges supplémentaires vis-à-vis du dimensionnement de l’installation.

Consulter le rapport d’Evaluation Complémentaire de Sécurité RJH

Le cœur du réacteur

Le cœur (600 mm de hauteur de combustible actif) est refroidi et maintenu à température avec de l'eau. Il sera exploité, comme solution de référence avec une forte densité de combustible faiblement enrichi (Uranium enrichi inférieur à 20%), densité de l’ordre de 8 g.cm -3, nécessitant le développement de combustible type UMo.

Le combustible est installé sous forme circulaire (jeu de plaques incurvées assemblé avec raidisseurs) autour d’un anneau central. Le combustible de référence UMo, est en cours de développement au sein d'une collaboration internationale (solutions de dispersion UMo / Al et solution UMo monolithique) et n'est pas pour le moment un produit industrialisé. Par conséquent, en attendant le futur combustible, le RJH démarrera avec un combustible U₃Si₂

La zone centrale du cœur est entourée d'un réflecteur qui optimise la longueur du cycle de base et fournit des flux thermiques intenses dans ce périmètre. La partie réflecteur est constituée d'eau et de composant de béryllium.

Les dispositifs d'irradiation peuvent être placés soit dans la zone centrale (dans l’anneau central des combustibles ou à la place d'un élément combustible) soit dans la zone de réflecteur.

Dans le cœur, les expériences effectuées sont généralement réservées aux matériaux soumis à des haut flux de neutrons rapides jusqu'à 5,10¹⁴ n.cm ^-2. s^-1.

Dans le réflecteur, les expériences portent généralement sur les expérimentations de combustible soumis à de hauts flux de neutrons thermiques jusqu'à 5.10¹⁴ n.cm^-2 . s ^-1.

Les expériences peuvent être mises en œuvre dans des emplacements statiques, mais aussi sur des systèmes en déplacement. Cette possibilité est un moyen efficace pour enquêter sur les régimes transitoires qui peuvent survenir dans des situations fortuite ou accidentelle.

Cette flexibilité expérimentale peut créer jusqu'à 16 dpa / an pour des expériences sur des matériaux en-cœur (avec 260 jours d'exploitation pleine puissance par an) et des transitoires allant jusqu’à 600W.cm -1 pour des expériences en réflecteur sur du combustible.

Par conséquent, comme solution temporaire, le RJH peut démarrer avec un combustible U3Si2 utilisant un enrichissement légèrement supérieur à 20 % selon la puissance demandée.

La capacité expérimentale du RJH

Le RJH est un réacteur de 100 MW de type piscine. La zone centrale est insérée dans un petit réservoir sous pression (section de l'ordre de 740 mm de diamètre) avec du liquide de refroidissement par convection forcée (circuit basse pression primaire à 1,5 MPa, de refroidissement à basse température, température d'entrée de base dans l'ordre de 25 ° C). Le circuit primaire du réacteur est situé en totalité à l'intérieur du bâtiment réacteur.

Le bâtiment réacteur est divisé en deux zones. La première zone contient la salle du réacteur et le système de refroidissement primaire du réacteur.

La deuxième zone héberge les zones d’expérimentation connectées à la pile d'irradiation (par exemple : 10 systèmes de boucles de soutien, cartographie gamma, analyse en laboratoire des produits de fission, etc.)

Le Laboratoire des produits de fission sera installé dans cette zone afin d’être connecté à plusieurs boucles étudiant les combustibles soit pour des mesure de gaz de faible activité (HTR, ...) soit pour des mesures de gaz à haute activité (LWR tige plénum,...) ou des mesures de l'eau (LWR liquide de refroidissement, ...) avec chromatographie gazeuse et spectrométrie de masse.

Les cellules chaudes

L'Interconnexion BAN/BR

Les bunkers et les laboratoires de la zone expérimentale occuperont 300m ² par niveau sur 3 niveaux.

Les piscines dans le bâtiment réacteur sont limitées à la piscine du réacteur (y compris pour des expériences de neutronographie) et à une piscine de désactivation intermédiaire (pour le stockage temporaire des éléments combustibles, des éléments réflecteurs ou des structures mécaniques de remplacement dans le cœur).

Pendant l'arrêt du réacteur, les dispositifs expérimentaux peuvent être stockés temporairement dans un rack dédié à la piscine du réacteur.

Les cellules chaudes, les laboratoires et les piscines de stockage sont situées dans le bâtiment auxiliaire nucléaire.

Le processus expérimental va utiliser deux cellules chaudes pour gérer des dispositifs expérimentaux avant et après l'irradiation. Les expériences de sûreté sont un objectif important pour le RJH et nécessitent une "cellule alpha" pour gérer les périphériques avec des combustibles expérimentaux défectueux.

Une quatrième cellule chaude sera dédiée au transit des radio-isotopes pour des applications médicales et pour l'évacuation à sec du combustible usagé.

Trois piscines de stockage sont dédiées respectivement au combustible frais ou usagé, aux dispositifs expérimentaux et à la gestion des composants mécaniques.