FR2519792A1 - PROCESS AND APPARATUS FOR NUCLEAR CHEMICAL REACTION WITH MELT SALT - Google Patents

Abstract

IL EST CONSTITUE D'UN REACTEUR SURREGENERATEUR A SEL FONDU A ACCELERATEUR 1 DU TYPE A FLUIDE UNIQUE COMPRENANT UNE CUVE DE REACTEUR 4 NUCLEAIRE A SEL FONDU, UN ECHANGEUR DE CHALEUR 8 ET UNE POMPE 9 POUR METTRE EN CIRCULATION UN SEL FONDU ENTRE CETTE CUVE DE REACTEUR NUCLEAIRE ET CET ECHANGEUR DE CHALEUR. UN ACCELERATEUR LINEAIRE 17 PRODUIT DES PARTICULES CHARGEES RAPIDES TELLES QUE DES PROTONS DE TELLE SORTE QUE CES PARTICULES SOIENT INJECTEES DIRECTEMENT SUR LA SURFACE DU SEL FONDU A TRAVERS L'ORIFICE 13, ET LE REACTEUR EST EQUIPE D'UN SYSTEME DE DERIVATION 20 DU SEL FONDU COMPORTANT UN DISPOSITIF DE REACTION PAR CONTACT 22 AVEC UN METAL LIQUIDE ET UN FILTRE A NICKEL 23.IT CONSISTS OF AN ACCELERATOR 1 MELTED SALT SUPERREGENERATOR REACTOR OF THE SINGLE FLUID TYPE INCLUDING A MOLTEN SALT NUCLEAR REACTOR 4 TANK, A HEAT EXCHANGER 8 AND A PUMP 9 FOR CIRCULATING A MELT SALT BETWEEN THIS TANK OF NUCLEAR REACTOR AND THIS HEAT EXCHANGER. A LINEAR ACCELERATOR 17 PRODUCES FAST CHARGED PARTICLES SUCH AS PROTONS SO THAT THESE PARTICLES ARE INJECTED DIRECTLY ON THE SURFACE OF MELT SALT THROUGH PORT 13, AND THE REACTOR IS EQUIPPED WITH A MOLTEN SALT BYPASS 20 INCLUDING A CONTACT REACTION DEVICE 22 WITH A LIQUID METAL AND A NICKEL FILTER 23.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la réactionThe present invention relates to a method and an apparatus for the reaction

chimique nucléaire avec sel fondu et un procédé pour faire circuler un seul combustible dans un système combiné associant l'appareil à un réacteur convertisseur à sel fondu (désigné ci-après par l'abréviation 'RCSF"> La demanderesse a inventé antérieurement un surrégénérateur à sel fondu à accélérateur du type standard (désigné ci-après par l'abréviation "SRSFA s")  nuclear chemical with molten salt and a method for circulating a single fuel in a combined system associating the apparatus with a molten salt converter reactor (hereinafter abbreviated as 'RCSF')> Applicant has previously invented a fast breeder reactor accelerated molten salt of the standard type (hereinafter abbreviated to "SRSFA s")

et a déposé une demande de brevet (n O EN 81 07 449).  and has filed a patent application (No. 81 07 449).

Ce SRSFA S avait pour but de produire des matières fissiles sans disposer initialement de matières fissiles et il a été proposé un procédé permettant de produire du U (ou du 39 Pu) uniquement en présence de Th  This SRSFA S was intended to produce fissile material without initially having fissile material and a method for producing U (or 39 Pu) was proposed only in the presence of

(ou de U) sans matière fissile Cependant, la concen-  (or U) without fissile material However, the concentration

1 2331,233

tration en U produit, était inférieure à 0,1 m/o de UF 4 même après un fonctionnement du réacteur pendant une durée d'un an et on a considéré que  The U-shaped product produced was less than 0.1 m / o UF 4 even after one year of reactor operation, and it was considered that

le bilan de matières fissiles n'était pas suffisant.  the fissile material balance was not enough.

Cependant, si le U s'accumule, il devient possible  However, if the U accumulates, it becomes possible

de concevoir et de faire fonctionner un SRSFA de.  to design and operate a SRSFA of.

gain plus élevé et plus économique en utilisant le 233 U Plus précisément, la concentration en neutrons de la matière fissile restante, augmente environ 2,5 fois sous l'effet de sa propre fission nucléaire, l'efficacité de production de matières fissiles étant ainsi globalement accrue De plus, l'augmentation de dégagement de chaleur de fission nucléaire conduit à un accroissement proportionnel de la puissance, assurant ainsi la sécurité de la puissance fournie par auto combustion et la production d'un surplus de puissance. L'un des buts de l'invention est de fournir un procédé de réaction chimique nucléaire avec sel fondu dont l'efficacité de production de matières fissiles et l'efficacité de dégagement de chaleur sont améliorées et de fournir un SRSFA amélioré de type à haut gain (désigné ci-après par l'abréviation  233 U More precisely, the neutron concentration of the remaining fissile material increases about 2.5 times under the effect of its own nuclear fission, the fissile material production efficiency being thus In addition, the increase in nuclear fission heat generation leads to a proportional increase in power, thus ensuring the safety of the power supplied by self combustion and the production of a surplus of power. One of the aims of the invention is to provide a molten salt nuclear chemical reaction process whose fissile material production efficiency and heat release efficiency are improved and to provide an improved high-grade SRSFA. gain (hereinafter abbreviated

"SRSFA h g ") utilisé pour le procédé.  "SRSFA hg") used for the process.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé très rationalisé pour faire circuler un combustible nucléaire pour fournir au RCSF la matière  Another object of the invention is to provide a highly streamlined method for circulating a nuclear fuel to provide the CWHN with the material

fissile U produite dans le SRSFA h g.  fissile U produced in the SRSFA h g.

Les études actives menées par la demanderesse l'ont conduite à trouver que le premier but pouvait être atteint fondamentalement en mélangeant une très grande quantité de matière fissile auto produite ou introduite dans un sel fondu cible dans le SRSFA décrit ci-dessus, et elle a inventé un procédé de réaction chimique nucléaire avec sel fondu utilisant un SRSFA caractérisé en ce que l'on effectue cette réaction alors que les matières fissiles sont contenues dans le sel fondu, et un appareil pour une réaction chimique nucléaire avec sel fondu caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système de dérivation pour la purification du sel fondu cible comprenant par exemple' un appareil pour réaction par contact avec un métal -liquide et un filtre à nickel dans un SRSFA constitué d'une cuve de réacteur nucléaire à sel fondu, d'un échangeur de chaleur et d'une pompe pour mettre en circulation le sel fondu dans cette cuve de réacteur nucléaire et dans cet échangeur de chaleur, cette cuve étant une cuve cylindrique en Hastelloy N fermée à ses extrémités supérieure et inférieure, dont la paroi intérieure est recouverte d'un bouclier de graphite et qui comporte un orifice à son extrémité supérieure et sur laquelle un accélérateur linéaire est installé pour produire des particules chargées rapides tels que les protons, de façon à pouvoir injecter directement les particules sur la surface du sel fondu à travers l'orifice La demanderesse a en outre inventé un procédé pour mettre en circulation une matière fissile produite par un SRSFA h g qui consiste à augmenter la concentration en UF 4 dans un sel cible contenant  The active studies conducted by the Applicant led her to find that the first goal could be achieved basically by mixing a very large amount of self-produced fissile material or introduced into a target molten salt in the SRSFA described above, and she invented a nuclear chemical reaction process with molten salt using a SRSFA characterized in that one carries out this reaction while the fissile materials are contained in the molten salt, and an apparatus for a nuclear chemical reaction with molten salt characterized in that it is equipped with a derivatization system for the purification of the target molten salt comprising, for example, a liquid-metal contact reaction apparatus and a nickel filter in a SRSFA consisting of a nuclear reactor vessel with salt melted, a heat exchanger and a pump for circulating the molten salt in this nuclear reactor vessel and in this sample heat generator, this tank being a cylindrical vessel Hastelloy N closed at its upper and lower ends, whose inner wall is covered with a graphite shield and which has an orifice at its upper end and on which a linear accelerator is installed to produce fast charged particles such as protons, so that the particles can be directly injected onto the surface of the molten salt through the orifice. The Applicant has furthermore invented a method for circulating a fissile material produced by a SRSFA hg which consists in increasing the concentration of UF 4 in a target salt containing

233 4233 4

0,2 à 1 mole % de UF 4 provenant du SRSFA h g,  0.2 to 1 mole% of UF 4 from SRSFA h g,

en ajoutant au sel cible du UF 4 obtenu par retrai-  by adding to the target salt UF 4 obtained by

tement d'un sel combustible provenant d'un RCSF lorsqu'on ajoute le sel cible au sel combustible du RCSF pour fournir du 233 UF 4 dans un système combiné  a combustible salt from a CWN when the target salt is added to the CFSF fuel salt to provide 233 UF 4 in a combined system

associant un SRSFA h g et un RCSF.associating a SRSFA h g and a CWHN.

La figure 1 est une représentation schématique du RSFA utilisé pour effectuer une réaction chimique  Figure 1 is a schematic representation of the RSFA used to perform a chemical reaction

nucléaire conformément à la présente invention.  in accordance with the present invention.

Description de la figure 1:Description of Figure 1:

1: orifice pour le faisceau de protons incident ( 1 Ge V, 300 m A); 2: orifice d'entrée du sel fondu; 3: orifice de sortie; 4: appareil pour réaction chimique nucléaire; 5 et 6: bouclier de graphite; 7: canalisation; 8:échangeur de chaleur; 9: pompe pour mettre en circulation le sel fondu; 10: soupape de régulation du débit; 11: canalisation de trop plein; 12: réservoir de stockage du sel fondu; 13: orifice; 14: obturateur; 15: système d'évacuation sous vide; 16: piège à vapeur; 17: accélérateur linéaire; 18: canalisation; 19: aimant pour faire converger les faisceaux de protons; 20: canalisation de dérivation pour purifier le sel; 21: pompe de dérivation; 22: appareil pour réaction par contact avec un métal  1: orifice for the incident proton beam (1 Ge V, 300 m A); 2: inlet port of the molten salt; 3: outlet port; 4: apparatus for nuclear chemical reaction; 5 and 6: graphite shield; 7: channeling; 8: heat exchanger; 9: pump to circulate the molten salt; 10: flow control valve; 11: channel overflow; 12: storage tank for molten salt; 13: orifice; 14: shutter; 15: vacuum evacuation system; 16: steam trap; 17: linear accelerator; 18: channeling; 19: magnet to converge the proton beams; 20: bypass line to purify the salt; 21: bypass pump; 22: apparatus for reaction by contact with a metal

liquide; 23: filtre à laine de nickel-  liquid; 23: nickel wool filter

La figure 2 est une représentation schématique  Figure 2 is a schematic representation

d'un mode de réalisation du procédé de mise en circu-  an embodiment of the method of putting into circulation

lation du combustible de l'invention.  fuel of the invention.

Description de la figure 2:Description of Figure 2:

1: accélérateur de protons 1 Ge V, 300 m A; 2: SRSFA h g; 3: réservoir; 4: installation de  1: proton accelerator 1 Ge V, 300 m A; 2: SRSFA hg; 3: tank; 4: installation of

retraitement; 5: RCSF; 6: réservoir.  reprocessing; 5: RCSF; 6: tank.

La structure du SFSFA h g utilisé dans la présente invention est essentiellement identique à celle de la demande de brevet américaine USSN 250 533 mais est conçue de façon à diminuer les quantités totales de sel cible et la quantité absolue de matière fissile contenue et la matière fissile est ajoutée positivement au sel fondu cible Conformément à l'un des buts de l'invention, on considère l'addition de 0,2 à 1 mole % de 233 UF 4 Cela permet d'éviter d'atteindre le point critique de réactivité nucléaire Cependant lorsque la concentration est plus élevée, la quantité de matière fissile nécessaire augmente ce qui rend le procédé peu économique Cette concentration doit être choisie de façon à être suffisamment supérieure à celle -du sel combustible déstiné au réacteur à sel fondu (fission) que l'on souhaite faire fonctionner  The structure of the SFSFA hg used in the present invention is essentially identical to that of US Patent Application USSN 250,533 but is designed to decrease the total amounts of target salt and the absolute amount of fissile material contained and the fissile material is positively added to the target molten salt In accordance with one of the aims of the invention, the addition of 0.2 to 1 mole% of 233 UF 4 is considered. This makes it possible to avoid reaching the critical point of nuclear reactivity. when the concentration is higher, the amount of fissile material required increases which makes the process uneconomical This concentration must be chosen to be sufficiently greater than that of the fuel salt intended for the molten salt reactor (fission) that the we want to make it work

en'l'alimentant avec 233 U produit utilisé tel quel.  feeding it with 233 U product used as is.

Dans le SRSFA antérieur, il se produit simultanément une réaction de spallation nucléaire Au sens restreint du terme et une réaction de fission alors que dans le cas de la présente invention, on accroit seulement le degré de réaction de fission de telle sorte que la quantité de déchets de réaction nucléaire (impuretés) augmente En conséquence, on utilise dans le procédé de l'invention un système de dérivation du sel fondu cible comportant par exemple un appareil de réaction par contact avec un métal  In the prior SRSFA, a nuclear spallation reaction occurs simultaneously in the narrow sense of the term and a fission reaction whereas in the case of the present invention, only the degree of fission reaction is increased so that the amount of As a result, a target molten salt derivatization system comprising, for example, a metal contact reaction apparatus is used in the process of the invention.

liquide et un filtre à laine de nickel.  liquid and a nickel wool filter.

On prélève par pompage le sel fondu en quantité modérée dans le réservoir de stockage (environ 10 à 30 % en volume/an) et, après avoir effectué l'opération de purification, on l'introduit dans le réacteur à sel fondu et on y ajoute un sel tel que Li F-Be F 2-Th F 4 etc ne contenant pas de matière fissile tout en régulant les fluctuations de  The molten salt is pumped into the storage tank in a moderate amount (about 10 to 30% vol / year) and after the purification operation is introduced into the molten salt reactor and adds a salt such as Li F-Be F 2 -T F 4 etc containing no fissile material while regulating the fluctuations of

la composition du sel.the composition of the salt.

Selon la présente invention, le fonctionnement peut être amorçé en utilisant du 3 UF 4 ou du Pu F 3 au lieu du 233 UF 4 On peut également utiliser le sel contenant de l'uranium, tel qu'il est décrit dans la demande de brevet également en cours d'examen US SN 250 533 au lieu du sel contenant du Th, dans le  According to the present invention, the operation can be initiated using UF 4 or Pu F 3 instead of 233 UF 4. The uranium-containing salt can also be used as described in the patent application. also under consideration US SN 250 533 instead of salt containing Th, in the

SRSFA S utilisé comme réacteur produisant du 39 Pu.  SRSFA S used as reactor producing 39 Pu.

Il est nécessaire de soumettre le sel cible provenant du SRSFA à une opération de purification comprenant une opération d'élimination des oxydes, l'élimination des matières solides en suspension par  It is necessary to subject the target salt from SRSFA to a purification operation including an oxide removal operation, removal of suspended solids by

filtrage, etc avant de le transférer au RCSF.  filtering, etc. before transferring it to the RCSF.

Le sel combustible provenant du RCSF est envoyé dans des installations de retraitement chimique en discontinu au centre de la zone o se trouve le SRSFA (zone de sécurité) et se trouve tout d'abord sous forme de UF 4 seulement En conséquence, on ajoute au sel cible d'alimentation du UF 6 produit par vaporisation de 233 UF 6 lors du traitement de fluoration par du fluor gazeux, celui-ci étant réduit en UF 4 On y ajoute en quantité appropriée du 7 Li F ou du Be F 2 pour que la concentration soit égale à  Combustible salt from CWNF is sent to batch chemical reprocessing facilities in the center of the SRSFA (safety zone) area and is initially in the form of UF 4 only. Target feed salt of UF 6 produced by vaporization of 233 UF 6 during fluorination treatment with gaseous fluorine, the latter being reduced to UF 4 An appropriate amount of 7 Li F or Be F 2 is added thereto so that the concentration is equal to

celle du sel combustible du RCSF.that of the combustible salt of the RCSF.

La composition du sel contenant du Th F 4 purifié par retraitement chimique est ajustée de façon à permettre la dilution du sel cible et de telle sorte qu'il ait pratiquement la même composition que celui-ci, en ajoutant du Th F 4 et une petite quantité de Be F 2, etc Ce sel est ajouté par intermittence au  The composition of the salt containing purified Th F 4 by chemical reprocessing is adjusted so as to allow the dilution of the target salt and so that it has substantially the same composition as this, by adding Th F 4 and a small amount of Be F 2, etc. This salt is added intermittently to

SRSFA.SRSFA.

Les exemples non limitatifs suivants sont  The following non-limiting examples are

donnés à titre d'illustration de l'invention.  given by way of illustration of the invention.

EXEMPLE 1EXAMPLE 1

Dans le SRSFA, on utilise une cuve pour réaction nucléaire ayant une forme telle que la moitié supérieure de la cuve à sel soit un cylindre  In SRSFA, a reactor vessel is used having a shape such that the upper half of the salt pan is a cylinder

d'un diamètre d'environ 4,5 m et que sa moitié infé-  with a diameter of about 4.5 m and its lower half

rieure soit un cône inversé dont la forme et la dimension peuvent être modifiés dans une certaine mesure Le volume de sel fondu se trouvant dans l'ensemble du système est d'environ 90 mu 3 Le sel  an inverted cone whose shape and size can be modified to a certain extent The volume of molten salt in the whole system is about 90 mu 3

fondu utilisé a pour composition Li F-Be F 2-Th F 4-  melted used for composition Li F-Be F 2 -T F 4-

233 UF 4 ( 64-18-17,5-0,5 moles %) et contient des matières fissiles Dans ce cas, la quantité totale de Th est d'environ 120 tonnes et la quantité de  233 UF 4 (64-18-17.5-0.5 mole%) and contains fissile material In this case, the total amount of Th is approximately 120 tonnes and the amount of

3 u nécessaire est d'environ 3,4 tonnes.  3 u needed is about 3.4 tons.

Selon la présente invention, le rendement de production de U est accru d'environ 40 à 50 % par comparaison au cas o l'on n'ajoute pas de matières fissiles En conséquence, les matières fissiles sont produites à raison d'environ 1,2 tonne par an, ce qui conduit à une durée de doublement de 2 à 3 ans Cela représente une augmentation d'environ 0,2 mole % par an Par conséquent, le sel se trouvant dans le réservoir de stockage 12, dont la composition est équivalente à celle du sel fondu cible passant dans la canalisation de trop plein, est donc prélévé environ une fois par mois et la même quantité du sel 7 Li F-Be F -Th F ( 64-18-18 moles%),  According to the present invention, the production yield of U is increased by about 40 to 50% compared to the case where no fissile materials are added. As a result, the fissile materials are produced at about 1, 2 tons per year, which leads to a doubling time of 2 to 3 years This represents an increase of about 0.2 mole% per year Therefore, the salt being in the storage tank 12, whose composition is equivalent to that of the target molten salt passing through the overflow pipe, is thus sampled about once a month and the same amount of salt 7 Li F-Be F -Th F (64-18-18 mol%),

2 42 4

ne contenant pas de matières fissiles y est ajoutée.  containing no fissile material is added.

Comme la quantité d'impuretés produites par la fission nucléaire est plus élevée que dans le cas du SRSFA s (environ 170 Kg par an au lieu d'environ Kg par an), un système de dérivation 20 permettant de purifier en continu le sel fondu est fourni comme le-montre la figure Il s'agit d'un système permettant, au moyen de la pompe 21, de réaliser une dérivation en provenance de la canalisation de sortie 7 de l'échangeur de chaleur et un recyclage vers la pompe principale qui fait circuler le sel fondu 9, par  Since the amount of impurities produced by nuclear fission is higher than in the case of SRSFA s (about 170 Kg per year instead of about Kg per year), a bypass system 20 for continuously purifying the molten salt is provided as shown in Figure This is a system allowing, by means of the pump 21, to make a bypass from the outlet pipe 7 of the heat exchanger and a recycling to the main pump which circulates the molten salt 9, by

7 25197927 2519792

l'intermédiaire de l'appareil 22 à réaction par contact  via the contact-reaction apparatus 22

avec un métal liquide et du filtre à laine de nickel 23.  with a liquid metal and nickel wool filter 23.

Le sel cible provenant du réservoir de stockage 12 est davantage purifié de façon à pouvoir être utilisé comme produit contenant des matières fissiles ajoutées à un sel combustible pour réacteur à sel fondu On peut en outre en extraire du 233 U  The target salt from the storage tank 12 is further purified so that it can be used as a product containing fissile material added to a salt salt fuel salt. Further, 233 U can be extracted therefrom.

pouvant être utilisé comme combustible solide.  can be used as a solid fuel.

La puissance de ce type de SRSFA à haut gain est augmentée d'environ 330 000 KW (chaleur) et est exploitée par augmentation du débit de sel fondu  The power of this type of high-gain SRSFA is increased by approximately 330,000 KW (heat) and is exploited by increasing the flow of molten salt

cible d'environ 1 m 3/S.target of about 1 m 3 / s.

EXEMPLE 2EXAMPLE 2

La matière fissile 233 U ajoutée au sel cible de l'exemple 1 est remplacée par 20 % de 235 U + 80 % de 238 U Dans ce cas, on remplace environ 14 238 238,l tonnes de U par 14 tonnes de Th sur environ 12 tonnes de 238 Th En conséquence, environ 12 % de 233 U produit sont convertis en 239 Pu Cependant, la concentration en 239 Pu diminue progressivement  The fissile material 233 U added to the target salt of Example 1 is replaced by 20% of 235 U + 80% of 238 U In this case, about 14 238 238, I tons of U are replaced by 14 tons of Th on about 12 tons of 238 Th As a result, about 12% of 233 U product are converted to 239 Pu However, the concentration in 239 Pu gradually decreases

23 323 3

puisque l'on n'ajoute pas ultérieurement du 8 U (ni du U) Dans le réacteur à sel fondu recevant cette  since we do not add 8 U (or U) at a later time. In the molten salt reactor receiving this

matière fissile, le 239 Pu disparait plus rapidement.  fissile material, the 239 Pu disappears more quickly.

EXEMPLE 3EXAMPLE 3

Même dans le cas o l'on utilise du 239 Pu F 3  Even when using 239 Pu F 3

comme matière fissile au premier stade du fonctionne-  fissile material at the first stage of the functioning

ment, on peut s'attendre à un rendement identique  an identical return can be expected

ou supérieur.or higher.

Comme le montre la description ci-dessus,  As shown in the description above,

il est nécessaire d'utiliser une matière fissile au stade initial de la réaction, bien qu'on puisse s'attendre à une durée de doublement excellente de 2 à 4 ans Le rendement de production en matière  it is necessary to use fissile material at the initial stage of the reaction, although an excellent doubling time of 2 to 4 years can be expected.

fissile est porté à plus de 50 %.fissile is increased to more than 50%.

En outre, la quantité de chaleur dégagée augmente, permettant ainsi la production et la vente  In addition, the amount of heat released increases, allowing the production and sale

d' nergie électrique.of electrical energy.

Selon la présente invention, le sel provenant du sel cible peut être ajouté tel quel dans le sel combustible du réacteur (à fission) à sel fondu pour servir d'addition à la matière fissile.  According to the present invention, salt from the target salt can be added as such to the fuel salt of the molten salt (fission) reactor to serve as an addition to the fissile material.

Cependant, l'élimination des impuretés est nécessaire.  However, removal of impurities is necessary.

L'appareil de l'invention ne demande pas de modifications importantes au niveau de la recherche et du développement, même si la conception est  The apparatus of the invention does not require significant changes in research and development, even if the design is

modifiée Cela permet donc actuellement un fonction-  This allows a function

nement optimal en utilisant la composition de sel fondu décrite tout en tenant compte des spécifications du réacteur, des conditions d'utilisation de l'énergie  optimally using the described molten salt composition while taking into account the reactor specifications, the conditions for using the energy

nucléaire et des critères économiques.  nuclear and economic criteria.

EXEMPLE 4EXAMPLE 4

Le SRSFA h g comportant un accélérateur à protons de 1 Ge V, 300 m A, peut produire environ 1,33 tonne de combustible U pendant un an  The SRSFA h g with a 1 GeV proton accelerator, 300 m A, can produce about 1.33 tons of U fuel for one year

lorsqu'on utilise comme sel cible du 7 Li F-Be F 2-Th F 4-  when using the target salt of 7 Li F-Be F 2 -T F 4-

2332 42332 4

UF 4 ( 64-18-17,5-0,5 moles%) Ceci permet d'obtenir suffisamment de matière fissile pour alimenter environ 17 RCSF de 1 000 000 K We (taux de conversion: 0,9) On décrira ci-après le cycle du combustible pour un RCSF 650 Kg du sel provenant du RCSF ont  UF 4 (64-18-17.5-0.5 mole%) This provides sufficient fissile material to feed about 17 KWF of 1,000,000 K We (conversion rate: 0.9). after the fuel cycle for a RCSF 650 Kg of salt from the RCSF were

33

pour composition 7 Li F-Be F 4-Th F 4-233 UF ( 71,75-16-12 0,25 moles %) et on sépare environ 7,8 Kg de 233 UF ( 5,7 Kg de 233 U) par vaporisation de fluorure dans les installations de retraitement chimique se trouvant dans la zone centrale Lorsqu'on les ajoute a 560 Kg  for composition 7 Li F-Be F 4-Th F 4-233 UF (71.75-16-12 0.25 mole%) and about 7.8 Kg of 233 UF (5.7 Kg of 233 U) are separated off by fluoride spraying in chemical reprocessing plants located in the central zone When added to 560 Kg

du sel cible provenant du SRSF, on obtient du Li 7 F-  target salt from the SRSF, Li 7 F-

Be F 2-Th F 4 23 UF 4 ( 63,8-17,9-17,4-0,85 moles %).  Be F 2 -T F 4 23 UF 4 (63.8-17.9-17.4-0.85 mol%).

Cela représente une addition d'environ 8 Kg de 233 U si l'on déduit la quantité provenant du RCSF Cette  This represents an addition of approximately 8 Kg of 233 U if the amount from the RCSF This is deducted.

opération est effectuée environ 10 fois pas an.  operation is performed about 10 times a year.

Enfin, lorsqu'on les ajoute au RCSF, on ajoute simultanément pour ajuster la composition environ 75 Kg de 7 Li F et environ 18 Kg de Be F 2  Finally, when added to the RCSF, about 75 Kg of 7 Li F and about 18 Kg of Be F 2 are added simultaneously to adjust the composition.

EXEMPLE 5EXAMPLE 5

Lorsqu'on utilise comme sel cible du Li F-Be F 2-Th F 4 U F 4 ( 71,5-1612-0,5 moles %) ayant une composition semblable à celle du sel provenant du RCSF, la production et la circulation du combustible peuvent s'effectuer d'une manière analoque à celle de  When Li F-Be F 2 -T F 4 UF 4 (71.5-1612-0.5 mol%) is used as a target salt with a composition similar to that of the CWHN salt, production and circulation fuel can be carried out analogously to that of

l'exemple 4.example 4.

Conformément à la présente invention, on peut obtenir un cycle de combustible très économique par un nombre minimum d'opérations En effet, on peut utiliser comme sel combustible un fluorure qui est chimiquement sur, les déchets vaporisables (ou qui peuvent s'échapper) ont déjà été traités dans le SRSFA  According to the present invention, it is possible to obtain a very economical fuel cycle by a minimum number of operations. Indeed, it is possible to use as the combustible salt a fluoride which is chemically on, the vaporizable waste (or which can escape) have already been treated in the SRSFA

ou le RCSF et leur élimination n'entraîne qu'un trans-  or the CWHC and their elimination only entails a trans-

port minimum de matériau.minimum port of material.

En outre, comme la matière fissile utilisée dans le procédé de l'invention est transportée hors  In addition, since the fissile material used in the process of the invention is transported off

de la zone de sécurité sous forme d'un sel fondu soli-  safety zone in the form of a solid molten salt

difié contenant une très grande quantité de matière radioactive, elle présente une importante radioactivité y de sorte que la matière fissile ne peut pas être séparée de façon simple La matière fissile U présente une composition isotopique compliquée comprenant  It contains a large amount of radioactive material, has a high radioactivity y so that the fissile material can not be separated in a simple way. The fissile material U has a complicated isotopic composition comprising

232 234 235 236232 234 235 236

U, U ( U) et U et une masse critique élevée de sorte qu'il est difficile de la  U, U (U) and U and a high critical mass so that it is difficult to

transformer en un explosif.turn into an explosive.

* 2519792* 2519792

Claims (4)

REVENDICATIONS 1.Procédé de réaction chimique nucléaire avec sel fondu caractérisé en ce qu'on utilise un surrégénérateur à sel fondu à accélérateur du type à fluide unique et en ce que l'on effectue la réaction  1.Process of nuclear chemical reaction with molten salt, characterized in that a monomer-type accelerated molten salt breeder is used and the reaction is carried out en ajoutant une matière fissile au sel fondu.  by adding fissile material to molten salt. 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette matière fissile est du  2.Procédé according to claim 1, characterized in that this fissile material is 233 UF 4233 UF 4 4.4. 3 Procédé selon la revendications 1,  Process according to claim 1, caractérisé en ce que cette matière fissile est du  characterized in that this fissile material is 235 UF 4.235 UF 4. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette matière fissile est  4 Process according to claim 1, characterized in that this fissile material is du 239 pu F 3.from 239 to F 3. Appareil de réaction chimique nucléaire avec sel fondu, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un surrégénérateur à sel fondu à accélérateur ( 1) du type à fluide unique comprenant une cuve de réacteur( 4) nucléaire à sel fondu, un échangeur de chaleur ( 8) et une pompe ( 9) pour mettre en circulation un sel fondu entre cette cuve de réacteur nucléaire et cet échangeur de chaleur, cette cuve de réacteur nucléaire étant une cuve cylindrique en Hastelloy N fermée à ses extrémités supérieu et inférieure, dont la paroi intérieure est recouverte d'un bouclier de graphite ( 5,6) et qui comporte un orifice ( 13) à son extrémité supérieure, et sur lequel est monté un accélérateur linéaire ( 17) produisant des particules chargées rapides tels que des protons de telle sorte que des particules soient injectées directement sur la surface du sel fondu à travers 1 ' orifice ( 13), et caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système de dérivation ( 20) du sel fondu cible camportant par exemple un dispositif de réaction par contact ( 22)  Nuclear chemical reaction apparatus with molten salt, characterized in that it comprises a single fluid type accelerator molten salt breeder (1) comprising a molten salt nuclear reactor vessel (4), a heat exchanger heat (8) and a pump (9) for circulating a molten salt between said nuclear reactor vessel and said heat exchanger, said nuclear reactor vessel being a cylindrical vessel Hastelloy N closed at its upper and lower ends, of which the inner wall is covered with a graphite shield (5, 6) and has an orifice (13) at its upper end, and on which is mounted a linear accelerator (17) producing fast charged particles such as protons of such that particles are injected directly onto the surface of the molten salt through the orifice (13), and characterized in that it is equipped with a bypass system (20). a target molten salt, for example having a contact reaction device (22) avec un métal liquide et un filtre à nickel( 23).  with a liquid metal and a nickel filter (23). 6 Dans un système constitué par l'asso-  6 In a system constituted by the association ciation d'un surrégénérateur à sel fondu à accélérateur du type à haut gain et un réacteur convertisseur à sel fondu, procédé pout mettre en circulation une matière fissile produite par ce surrégénérateur à sel fondu à accélérateur, consistant à augmenter la concentration en Up dans un sel cible contenant 0,2 à 1 mole %de 33 U F 4 provenant de ce surrégénérateur à sel fondu  The invention relates to a high-gain type molten salt breeder reactor and a molten salt converter reactor for circulating a fissile material produced by said accelerator molten salt breeder comprising increasing the concentration of target salt containing 0.2 to 1 mole% of 33 UF 4 from this molten salt breeder 4 2334,233 à accélérateur en ajoutant du UF 4 obtenu par retraitement d',un sel combustible provenant de ce réacteur convertisseur à ce sel cible lorsqu'on ajoute  accelerator by adding UF 4 obtained by reprocessing a fuel salt from this converter reactor to this target salt when added ce sel cible au sel combustile de ce réacteur convertis-  this target salt with the combustile salt of this converted reactor seur pour y introduire d U 2 UF 4.to introduce U 2 UF 4. 7 Procédé selon la revendication 6, carac-  The method of claim 6, wherein térisé en ce que la composition du sel fondu est  in that the composition of the molten salt is Li F-Be F 2-Th F 4 3 UF 4.Li F-Be F 2-Th F 4 3 UF 4. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le sel cible provenant du surrégénérateur à sel fondu à accélérateur est soumis  Process according to claim 6, characterized in that the target salt from the accelerated molten salt breeder is subjected à une opération d'élimination des impuretés.  to an impurity removal operation. 9 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la composition du sel contenant du Th F 4 purifié dans une installation de retraitement est ajust( de façon à être pratiquement identique à celle du sel cible par addition de Th F 4 et d'une petite quantité de Be F 2 puis en ce qu'il est introduit dans ce surrégénérateur à sel fondu à accélérateur en tant  Process according to claim 6, characterized in that the composition of the salt containing purified Th F 4 in a reprocessing plant is adjusted (so as to be substantially identical to that of the target salt by addition of Th F 4 and small amount of Be F 2 then in that it is introduced into this accelerator molten salt breeder as que sel de dilution.that dilution salt.