Le réacteur nucléaire chinois de 2 mégawatts au thorium à sels fondus a reçu l'approbation de démarrage

L'Institut de physique appliquée de Shanghai (SINAP) a reçu l'approbation du ministère de l'Écologie et de l'Environnement pour mettre en service un réacteur expérimental à sels fondus alimenté au thorium. Il s'agit du premier réacteur nucléaire à sels fondus depuis l'arrêt par les États-Unis d'un réacteur d'essai en 1969.

Le TMSR-LF1 utilisera un combustible enrichi à moins de 20 % en 235 U, aura un stock de thorium d'environ 50 kg et un taux de conversion d'environ 0.1. Une couverture fertile de fluorure de lithium-béryllium (FLiBe) avec 99.95 % de Li-7 sera utilisée, et un combustible sous forme d'UF4.

Le projet devrait commencer par lots avec un ravitaillement en ligne et l'élimination des produits de fission gazeux, mais le rejet de tous les sels combustibles après 5 à 8 ans pour le retraitement et la séparation des produits de fission et des actinides mineurs pour le stockage. Il procédera à un processus continu de recyclage du sel, de l'uranium et du thorium, avec séparation en ligne des produits de fission et des actinides mineurs. Le réacteur fonctionnera d'environ 20% de fission du thorium à environ 80%.

Si le TMSR-LF1 s'avère un succès, la Chine prévoit de construire un réacteur d'une capacité de 373 MWt d'ici 2030.

En janvier 2011, CAS a lancé un programme de R&D de 3 milliards CNY (444 millions USD) sur les réacteurs à fluorure liquide et au thorium (LFTR), connus sous le nom de réacteur à sels fondus reproducteurs de thorium (Th-MSR ou TMSR), et prétendait avoir le plus grand réacteur au monde. effort national à ce sujet, dans l'espoir d'obtenir tous les droits de propriété intellectuelle sur la technologie. Ceci est également connu sous le nom de réacteur à haute température refroidi par sel de fluorure (FHR). Le centre TMSR du SINAP à Jiading, Shanghai, en est responsable.

La construction du réacteur TMSR-LF2 de 1 MWt a commencé en septembre 2018 et aurait été achevée en août 2021. Le prototype devait être achevé en 2024, mais les travaux ont été accélérés.

Nextbigfuture a été l'un des premiers en ligne à suivre et à promouvoir Thorium

Nextbigfuture suit et promeut la renaissance des réacteurs au thorium et aux sels fondus depuis plus d'une décennie.
Nextbigfuture couvrait Thorium en 2006.

Voici une interview de 2011 avec Kirk Sorenson.

Fond nucléaire de sel fondu

Les réacteurs à sel fondu et au thorium sont intrinsèquement plus sûrs et peuvent contenir moins de déchets nucléaires (c'est-à-dire de combustible nucléaire inutilisé). Le combustible nucléaire n'est pas utilisé car les isotopes à nombre pair sont plus difficiles à diviser ou à réagir. Les réacteurs rapides ont des neutrons se déplaçant à des vitesses plus élevées (cent fois plus rapides) nécessaires pour faire réagir l'uranium 238 en plutonium.

Le laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) aux États-Unis a exploité un MSR expérimental de 7.34 MW (th) de 1965 à 1969, dans le cadre d'un essai connu sous le nom de Molten-Salt Reactor Experiment (MSRE). Cela a démontré la faisabilité de réacteurs à combustible liquide refroidis par des sels fondus.

La Chine développe des réacteurs nucléaires sans eau. Les travaux de construction du premier réacteur commercial à sels fondus devraient être achevés d'ici 2030. Cela permettra la construction de tels réacteurs nucléaires même dans les régions désertiques et dans les plaines du centre et de l'ouest de la Chine. Le réacteur à sels fondus sera alimenté au thorium liquide au lieu de l'uranium.

SINAP a deux flux de Développement TMSR – combustible solide (TRISO en galets ou prismes/blocs) avec cycle du combustible à passage unique, et combustible liquide (dissous dans un caloporteur fluoré) avec retraitement et recyclage. Un troisième flux de réacteurs rapides pour consommer les actinides des LWR est prévu. L'objectif est de développer à la fois le cycle du combustible au thorium et des applications non électriques dans un horizon de 20 à 30 ans.

* Le flux TMSR-SF n'a qu'une utilisation partielle du thorium, s'appuyant sur une certaine surgénération comme avec l'U-238, et nécessitant également un apport d'uranium fissile. Il est optimisé pour les applications d'énergie nucléaire hybride à haute température. SINAP visait initialement une centrale pilote de 2 MW, bien que celle-ci ait été remplacée par un simulateur (TMSR-SF0). Une usine de démonstration à lit de galets de 100 MWt (TMSR-SF2) avec cycle de combustible ouvert est prévue d'ici 2025 environ. Les particules TRISO seront à la fois avec de l'uranium faiblement enrichi et du thorium, séparément.

* Le flux TMSR-LF revendique un cycle de combustible Th-U fermé complet avec reproduction d'U-233 et une bien meilleure durabilité avec du thorium mais une plus grande difficulté technique. Il est optimisé pour l'utilisation du thorium avec pyrotraitement électrométallurgique.

*SINAP vise une usine pilote de 2 MWt (TMSR-LF1) dans un premier temps, puis un réacteur expérimental de 10 MWt (TMSR-LF2) d'ici 2025, et une usine de démonstration de 100 MWt (TMSR-LF3) avec retraitement électrométallurgique complet d'ici 2035 environ, suivi par 1 une centrale de démonstration GW. La chronologie de TMSR-LF a environ dix ans de retard sur celle de SF.

Un réacteur rapide TMSFR-LF optimisé pour la combustion des actinides mineurs doit suivre.

La TMSR-SF0 est à l'échelle un tiers et dispose d'une source de chaleur électrique de 370 kW avec un fluide de refroidissement primaire FLiNaK à 650°C et un fluide de refroidissement secondaire FLiNaK.

Le TMSR-SF10 de 1 MWt contient du carburant TRISO enrichi à 17 % en galets de 60 mm, similaire au carburant HTR-PM, et un liquide de refroidissement à 630 °C et basse pression. Le liquide de refroidissement primaire est FLiBe (avec 99.99 % Li-7) et le liquide de refroidissement secondaire est FLiNaK. La hauteur du cœur est de 3 m et le diamètre de 2.85 m, dans une cuve sous pression de 7.8 m de haut et de 3 m de diamètre. L'évacuation de la chaleur résiduelle est passive, par refroidissement de la cavité. Une durée d'exploitation de 20 ans était envisagée mais le projet est abandonné.

Le TMSR-LF2 de 1 MWt est en construction à Wu Wei dans le Gansu dans le cadre d'un programme de 3.3 milliards de dollars. Il utilisera du carburant enrichi à moins de 20 % en 235U, aura un stock de thorium d'environ 50 kg et un taux de conversion d'environ 0.1. FLiBe avec 99.95% de Li-7 serait utilisé, et du carburant sous forme d'UF4. Le projet commencerait par lots avec un ravitaillement en ligne et l'élimination des produits de fission gazeux, mais en déchargeant tous les sels combustibles après 5 à 8 ans pour le retraitement et la séparation des produits de fission et des actinides mineurs pour le stockage. Il procéderait à un processus continu de recyclage du sel, de l'uranium et du thorium, avec séparation en ligne des produits de fission et des actinides mineurs. Cela passerait d'environ 20% de fission du thorium à environ 80%.

Au-delà, un petit réacteur modulaire MSR à combustible liquide de 373 MWt/168 MWe est prévu, avec cycle CO2 supercritique dans une boucle tertiaire à 23 MPa utilisant le cycle de Brayton, après une boucle secondaire d'isolation radioactive. Diverses applications ainsi que la production d'électricité sont envisagées. Il serait chargé de 15.7 tonnes de thorium et de 2.1 tonnes d'uranium (enrichi à 19.75 %), avec un kilogramme d'uranium ajouté quotidiennement, et aurait un taux de combustion de 330 GWj/t avec 30 % d'énergie provenant du thorium. Le ravitaillement en ligne permettrait huit ans de fonctionnement avant l'arrêt, le modérateur en graphite nécessitant une attention particulière