Qu'est-ce qu'un réacteur à sels fondus ?

Dans la totalité des réacteurs qui équipent le parc électronucléaire mondial, le combustible se présente sous forme solide : dans les réacteurs à eau ordinaire (en anglais, Light Water Reactor, LWR), très largement majoritaires dans le monde, il s’agit d’assemblages de pastilles d’uranium.

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Sous l’effet de la fission nucléaire, les assemblages deviennent très chauds. C’est cette chaleur qui est emportée par le liquide de refroidissement, de l’eau dans les LWR, et emmenée vers un circuit secondaire pour actionner une turbine et générer l’électricité.

Le réacteur à sels fondus (Molten Salt Reactor en anglais, MSR) affiche d’emblée deux principales différences par rapport aux LWR :

1) Le combustible nucléaire se présente sous forme LIQUIDE. La matière fissile est « diluée » dans un medium : un sel fondu. Ce sel est un fluorure de Lithium dans la majorité des design tel que le projet européen MSFR, un chlorure dans le concept allemand DFR comme dans le concept développé par la société de Bill Gates.

2) Combustible et liquide de refroidissement sont une seule et même chose : le même liquide circule dans le cœur et dans le système de refroidissement. On peut se représenter le réacteur comme une soupe dans une grande marmite, dans laquelle on peut rajouter ou extraire des ingrédients tout au long de la cuisson. La circulation des sels dans le coeur et le circuit de refroidissement « brasse » en permanence les sels fondus : les « ingrédients » de la soupe sont donc distribués de façon homogène dans tout le liquide.

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Un sel est une formation chimiquement extrêmement stable, qui ne réagit ni avec l’air, ni avec l’eau. Les sels fondus ne prennent pas feu, ils n’explosent pas non plus.

A noter qu’un sel fondu n’a rien à voir avec du sodium liquide, qui est un métal utilisé comme système de refroidissement par certains réacteurs à combustible solide : Superphénix (France) et Kalkar (Allemagne), par exemple, étaient des réacteurs à combustible solide refroidis par du sodium liquide.