{"id":21044,"date":"2024-08-19T10:30:33","date_gmt":"2024-08-19T08:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/greth.fr\/?p=21044"},"modified":"2025-10-27T17:15:06","modified_gmt":"2025-10-27T16:15:06","slug":"conception-et-optimisation-dun-reacteur-de-type-msfr-en-sels-chlorures-et-en-cycle-uranium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/greth.fr\/en\/conception-et-optimisation-dun-reacteur-de-type-msfr-en-sels-chlorures-et-en-cycle-uranium\/","title":{"rendered":"Conception et optimisation d&#8217;un r\u00e9acteur de type MSFR en sels chlorures et en cycle uranium"},"content":{"rendered":"<strong><span style=\"text-decoration: underline;\">Summary :<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">This PhD thesis deals with the design and optimisation of a fast neutron spectrum molten salt Cl-MSFR reactor using the uranium cycle and chloride salts, with the aim of closing the fuel cycle and reusing the spent fuels produced by the current fleet of pressurised water reactors.The initial studies focus on the design and optimisation of the reactor in its initial configuration, taking as a starting point the reference MSFR using fluoride salts and the thorium cycle.Using the Serpent2 code for static neutronics calculations and the SONGe code for constrained optimisation of heat extraction, we first look at the circuit containing the fuel salt. This includes the reactor core, the recirculation loops incorporating the heat exchangers, and the expansion vessel. The sectors containing the fertile salt that enhances breeding, and the neutron shields that protect the heat exchangers, are then sized as best as possible from a neutronics point of view. This gives a basic configuration for the Cl-MSFR, on which the feedback coefficients, important for the intrinsic stability of the reactor, are assessed.The material composition evolution of the reactor over the course of its operation is then analysed, using the REM code, which performs depletion calculations driven by precision and allows continuous material feed and extraction to be taken into account. Following the definition of a treatment scheme suitable for chloride salts, these studies enable the fuel and fertile salt treatment rates to be optimised, the consumption of minor actinides to be estimated and the residual power of the system to be assessed, in comparison with the reference MSFR.Then, using the LiCore system code, the behaviour of the reactor is studied for a number of transients: reactivity insertion, load following, loss of flow at the pumps.The study of this reactor concludes with an analysis of its impact on deployment scenarios in France and worldwide, again in comparison with the reference MSFR.The final work concerns the preliminary analysis of another chloride-salt MSFR with a uranium-cycle burner core and a thorium-cycle fertile blanket, a tool for a fuel manager enabling the processing of current spent fuel and the production of new fuel (233U) for the reference MSFRs.<\/p>\n<table border=\"1\" width=\"100%\">\n<tbody>\n<tr>\n<td><strong>Author<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Hugo PITOIS<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Date of presentation<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>2024, january 24th<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Keywords<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Molten salts, Generation 4, Nuclear physics, Chloride salts, Msfr, Safety<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\n\n<div class=\"eds-animate edsanimate-sis-hidden\" data-eds-entry-animation=\"bounceIn\" data-eds-entry-delay=\"0\" data-eds-entry-duration=\"1\" data-eds-entry-timing=\"linear\" data-eds-exit-animation=\"\" data-eds-exit-delay=\"\" data-eds-exit-duration=\"\" data-eds-exit-timing=\"\" data-eds-repeat-count=\"1\" data-eds-keep=\"yes\" data-eds-animate-on=\"load\" data-eds-scroll-offset=\"\">\n\t\t<div class=\"box info\">\n\t\t\t<div class=\"box-inner-block\">\n\t\t\t\t<span class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>&#x2666; The full version is only available for subscribers <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #3db2ea; color: #fff;\">\"ESSENTIEL\"<\/span><\/a> or <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #c6002c; color: #fff;\">\"PREMIUM\"<\/span><\/a> of GRETh!<\/strong><\/p>\n<p>&#x2666; If you are already a member \/ subscriber, you must identify yourself by <a href=\"\/wp-login.php\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.<br \/>\n&#x2666; If you are not a member, you can consult the offer proposed by GRETh by <a href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a> as well as the conditions of membership by <a href=\"\/en\/conditions-adhesion\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>R\u00e9sum\u00e9 : Cette th\u00e8se porte sur la conception et l\u2019optimisation d\u2019un r\u00e9acteur d\u00e9nomm\u00e9 MSFR-Cl \u00e0 sels fondus et spectre neutronique rapide (MSFR) surr\u00e9g\u00e9n\u00e9rateur utilisant le cycle uranium et des sels chlorures, avec pour objectifs la fermeture du cycle combustible et la r\u00e9utilisation des combustibles us\u00e9s produits par le parc actuel de r\u00e9acteurs \u00e0 eau pressuris\u00e9e.Les premi\u00e8res \u00e9tudes portent sur la conception et l\u2019optimisation du r\u00e9acteur dans sa configuration initiale, en prenant comme point de d\u00e9part le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 sels fluorures et en cycle thorium.A l\u2019aide du code Serpent2 pour les calculs neutroniques statiques et du code SONGe pour l\u2019optimisation sous contrainte de l\u2019extraction de la chaleur, on s\u2019int\u00e9resse d\u2019abord au circuit contenant le sel du combustible. Cela comprend le c\u0153ur du r\u00e9acteur, les boucles de recirculation int\u00e9grant les \u00e9changeurs de chaleur, et le vase d\u2019expansion. Puis sont dimensionn\u00e9s au mieux du point de vue neutronique les secteurs contenant le sel fertile am\u00e9liorant la surr\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, et les protections neutroniques prot\u00e9geant les \u00e9changeurs de chaleur. On obtient ainsi une configuration de base pour le MSFR-Cl sur laquelle on \u00e9value les coefficients de contre-r\u00e9action, importants pour la stabilit\u00e9 intrins\u00e8que du r\u00e9acteur.On analyse ensuite l\u2019\u00e9volution de la composition des mat\u00e9riaux du r\u00e9acteur au cours de son fonctionnement, avec le code REM r\u00e9alisant des calculs neutroniques en \u00e9volution pilot\u00e9s par la pr\u00e9cision et permettant la prise en compte des alimentations et extractions de mati\u00e8re en continu. Apr\u00e8s d\u00e9finition d\u2019un sch\u00e9ma de traitement adapt\u00e9 aux sels chlorures, ces \u00e9tudes permettent l\u2019optimisation des d\u00e9bits de traitement des sels combustible et fertile, l\u2019estimation de la consommation des actinides mineurs et l\u2019\u00e9valuation de la puissance r\u00e9siduelle du syst\u00e8me, en comparaison avec le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.Puis, \u00e0 l\u2019aide du code syst\u00e8me LiCore, on \u00e9tudie le comportement du r\u00e9acteur pour quelques transitoires : insertion de r\u00e9activit\u00e9, suivi de charge, pertes de d\u00e9bit au niveau des pompes.L\u2019\u00e9tude de ce r\u00e9acteur se conclue par l\u2019analyse de son impact sur des sc\u00e9narios de d\u00e9ploiement aux niveaux fran\u00e7ais et mondial, toujours en comparaison avec le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.Un dernier travail porte sur l\u2019analyse pr\u00e9liminaire d\u2019un autre MSFR \u00e0 sels chlorures \u00e0 c\u0153ur incin\u00e9rateur sur cycle uranium et couverture fertile sur cycle thorium, un outil pour un gestionnaire de combustible permettant le traitement des combustibles us\u00e9s actuels et la production de combustible nouveau (233U) pour les MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":967,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20,21],"tags":[6835,6840,6838,6837,6832,6839,6833,6841,6834,6831,6836],"class_list":["post-21044","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-documents","category-memoires-theses","tag-4e-generation","tag-chloride-salts","tag-generation-4","tag-molten-salts","tag-msfr","tag-nuclear-physics","tag-physique-nucleaire","tag-safety","tag-sels-chlorures","tag-sels-fondus","tag-surete"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO Premium plugin v23.9 (Yoast SEO v27.3) - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-premium-wordpress\/ -->\n<title>Conception et optimisation d&#039;un r\u00e9acteur de type MSFR en sels chlorures et en cycle uranium - GRETh<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/greth.fr\/en\/conception-et-optimisation-dun-reacteur-de-type-msfr-en-sels-chlorures-et-en-cycle-uranium\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"en_US\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Conception et optimisation d&#039;un r\u00e9acteur de type MSFR en sels chlorures et en cycle uranium\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"R\u00e9sum\u00e9 : Cette th\u00e8se porte sur la conception et l\u2019optimisation d\u2019un r\u00e9acteur d\u00e9nomm\u00e9 MSFR-Cl \u00e0 sels fondus et spectre neutronique rapide (MSFR) surr\u00e9g\u00e9n\u00e9rateur utilisant le cycle uranium et des sels chlorures, avec pour objectifs la fermeture du cycle combustible et la r\u00e9utilisation des combustibles us\u00e9s produits par le parc actuel de r\u00e9acteurs \u00e0 eau pressuris\u00e9e.Les premi\u00e8res \u00e9tudes portent sur la conception et l\u2019optimisation du r\u00e9acteur dans sa configuration initiale, en prenant comme point de d\u00e9part le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 sels fluorures et en cycle thorium.A l\u2019aide du code Serpent2 pour les calculs neutroniques statiques et du code SONGe pour l\u2019optimisation sous contrainte de l\u2019extraction de la chaleur, on s\u2019int\u00e9resse d\u2019abord au circuit contenant le sel du combustible. 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Cela comprend le c\u0153ur du r\u00e9acteur, les boucles de recirculation int\u00e9grant les \u00e9changeurs de chaleur, et le vase d\u2019expansion. Puis sont dimensionn\u00e9s au mieux du point de vue neutronique les secteurs contenant le sel fertile am\u00e9liorant la surr\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, et les protections neutroniques prot\u00e9geant les \u00e9changeurs de chaleur. On obtient ainsi une configuration de base pour le MSFR-Cl sur laquelle on \u00e9value les coefficients de contre-r\u00e9action, importants pour la stabilit\u00e9 intrins\u00e8que du r\u00e9acteur.On analyse ensuite l\u2019\u00e9volution de la composition des mat\u00e9riaux du r\u00e9acteur au cours de son fonctionnement, avec le code REM r\u00e9alisant des calculs neutroniques en \u00e9volution pilot\u00e9s par la pr\u00e9cision et permettant la prise en compte des alimentations et extractions de mati\u00e8re en continu. Apr\u00e8s d\u00e9finition d\u2019un sch\u00e9ma de traitement adapt\u00e9 aux sels chlorures, ces \u00e9tudes permettent l\u2019optimisation des d\u00e9bits de traitement des sels combustible et fertile, l\u2019estimation de la consommation des actinides mineurs et l\u2019\u00e9valuation de la puissance r\u00e9siduelle du syst\u00e8me, en comparaison avec le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.Puis, \u00e0 l\u2019aide du code syst\u00e8me LiCore, on \u00e9tudie le comportement du r\u00e9acteur pour quelques transitoires : insertion de r\u00e9activit\u00e9, suivi de charge, pertes de d\u00e9bit au niveau des pompes.L\u2019\u00e9tude de ce r\u00e9acteur se conclue par l\u2019analyse de son impact sur des sc\u00e9narios de d\u00e9ploiement aux niveaux fran\u00e7ais et mondial, toujours en comparaison avec le MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.Un dernier travail porte sur l\u2019analyse pr\u00e9liminaire d\u2019un autre MSFR \u00e0 sels chlorures \u00e0 c\u0153ur incin\u00e9rateur sur cycle uranium et couverture fertile sur cycle thorium, un outil pour un gestionnaire de combustible permettant le traitement des combustibles us\u00e9s actuels et la production de combustible nouveau (233U) pour les MSFR de r\u00e9f\u00e9rence.","og_url":"https:\/\/greth.fr\/en\/conception-et-optimisation-dun-reacteur-de-type-msfr-en-sels-chlorures-et-en-cycle-uranium\/","og_site_name":"GRETh","article_publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/grethfr\/","article_author":"https:\/\/www.facebook.com\/grethfr\/","article_published_time":"2024-08-19T08:30:33+00:00","article_modified_time":"2025-10-27T16:15:06+00:00","og_image":[{"width":424,"height":283,"url":"https:\/\/greth.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/08\/theses-11.jpg","type":"image\/jpeg"}],"author":"GRETh","twitter_card":"summary_large_image","twitter_creator":"@grethfr","twitter_site":"@grethfr","twitter_misc":{"Written by":"GRETh","Est. reading time":"6 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