Réacteur de recherche

Un réacteur de recherche est un réacteur nucléaire qui sert principalement de source de neutrons. Contrairement aux réacteurs de puissance utilisés pour la production d'électricité ou la propulsion nucléaire, le but d'un réacteur de recherche n'est pas de fournir de l'énergie, bien que son principe physique soit fondamentalement le même.

La fonction d'un réacteur de recherche est de participer à la phase de R&D de la filière électronucléaire par l'étude du comportement des matériaux et des combustibles nucléaires face à des sollicitations neutroniques, thermohydrauliques ou chimiques représentatives du fonctionnement en vraie grandeur d'un réacteur industriel.

C’est à Enrico Fermi (1942 à Chicago) que l'on doit le premier réacteur nucléaire de recherche. Aujourd'hui, plus de 200 réacteurs nucléaires de recherche sont en fonctionnement dans plus de 60 pays, mais seuls une quarantaine ont une puissance significative (supérieure à 5 mégawatts).

Les réacteurs de recherche peuvent être divisés en cinq familles distinctes :

• Les réacteurs à faisceaux de neutrons
• Les réacteurs d'irradiation
• Les maquettes critiques
• Les réacteurs d'études des accidents graves
• Les réacteurs d'enseignement

Réacteurs à faisceaux de neutrons

Les réacteurs dits "à faisceaux de neutrons" sont dédiés principalement à la recherche fondamentale sur les matériaux. Les neutrons (essentiellement des neutrons thermiques) sont sortis du cœur du réacteur et sont utilisés à l'extérieur pour faire des analyses par diffraction de neutrons ou bien par diffusion.

Quelques exemples de réacteurs de recherche de ce type :

• RHF à l'ILL (France) ;
• Orphée (France) ;
• HFIR (États-Unis) ;
• MURR (États-Unis) ;
• BER-II (Allemagne) ;
• JRR3M (Japon).

Réacteurs d'irradiation

Les réacteurs d'irradiation sont des réacteurs dédiés à l'étude et au test de matériaux qui entreront dans la composition de composants de réacteurs ou de combustibles nucléaires. L'acronyme anglais utilisé pour désigner ce type de réacteurs est MTR (Material Test Reactor)

Quelques exemples de réacteurs d'irradiation :

• OSIRIS (France) ;
• HBWR (Norvège) ;
• Hanaro (Corée du Sud) ;
• JMTR (Japon) ;
• RJH (France).

Maquettes critiques

Les réacteurs maquette sont des petits réacteurs de très faible puissance thermique et de faibles flux neutroniques qui sont dédiés à la qualification expérimentale de données théoriques ou de calculs en neutronique et en physique des cœurs.

Quelques réacteurs maquette :

• Masurca (France) ;
• Éole (France) ;
• Minerve (France) ;
• Isis (France) ;
• BR-1 (Belgique).

Réacteurs d'études des accidents graves

Dédiés à l'étude d'accidents par la mise en œuvre de situations accidentelles volontaires (augmentations contrôlées de pression, de température, perte de réfrigérant, etc...)

Exemples de réacteurs de ce type :

• Phébus (France) ;
• Cabri (France).

Réacteurs d'enseignement

Les réacteurs qualifiés de réacteurs d'enseignement sont de petits réacteurs représentant de réels réacteurs de puissance mais à échelle réduite. Ils sont utilisés dans le cadre de la formation continue ou de l’enseignement universitaire.

Exemples de réacteurs d'enseignement :

• Ulysse (France) ;
• Minerve (France) ;
• Azur (France).

les réacteurs à eau lourde

Ils permettent d’obtenir des flux de neutrons thermiques importants sortis du réacteur sous forme de faisceaux. Ils sont utilisés principalement en recherche fondamentale.

les réacteurs à eau légère

Les réacteurs à eau légère plus adaptés aux tests de matériaux. On peut distinguer deux sous-catégories :

• les réacteurs piscine, refroidis et modérés à l’eau, généralement polyvalents et très simples d’accès

et d’utilisation,

• les réacteurs à eau sous pression, pouvant fonctionner à des puissances supérieures à celles des réacteurs piscine, dont l’utilisation expérimentale est plus délicate du fait de la présence du caisson contenant le coeur du réacteur.