La gure 4.1 donne une idee de l'architecture de principe du reacteur. Ce dessin provient des etudes EDF d'analyse critique du projet MSBR et represente le concept dit integre, c'est a dire connant les echangeurs de chaleur dans l'enceinte du reacteur. Ceci permet de renforcer la s^urete du systeme, et de minimiser le volume total de sel necessaire. Les 4 echangeurs, ou \modules autonomes de transfert thermique", sont repartis autour du cur cylindrique et en sont proteges neutroniquement par une epaisseur de B4C.
puits de manutention chambre de sortie réflecteur radial modérateur réflecteur axial protection neutronique réservoir de vidange chambre d'alimentation circuit secondaire module autonome de transfert thermique jupe réacteur virole support refoulement de la pompe couvercle clapet pompe butée faisceau d'échange
On remarque egalement sur ce schema la structure du cur, composed'un assemblage d'hexa-gones de graphite perces chacun d'un canal pour le passage du sel. Le cur ainsi constitue est entoure radialement d'une epaisseur de graphite (reecteur radial), et est place entre deux re-ecteurs axiaux, egalement en graphite. Au-dessus du reecteur axial superieur est amenage un puits de manutention, avec en son centre une grappe de barres de contr^ole (non represen-tee). Sous le reecteur axial inferieur se trouve un reservoir de vidange sous-critique, destine a recueillir l'ensemble du sel combustible en cas d'accident.
R Z hexagone de contrôle (graphite) réservoir (sels fondus) canal (sels fondus) modérateur (graphite) enceinte (acier) réflecteurs (graphite) échangeur (sels fondus) protections neutroniques (carbure de bore)
Fig. 4.2 { Coupe au quart verticale de la geometrie generale utilisee dans les simulations, dans le cas du dimensionnement pris comme reference.
A partir de ce schema detaille, nous avons modelise pour nos calculs MCNP une geometrie type dont toutes les dimensions sont ajustables. L'organisation de la structure retenue pour nos simulations est presentee en coupe sur la gure 4.2, le systeme etant symetrique par rapport a l'axe vertical et par rapport au plan median. Les rapports des dimensions sur cette gure sont ceux conserves pour le systeme de reference. Le circuit de sel est partage en trois cellules MCNP" une pour les canaux, une autre pour les reservoirs intermediaires (epaisseurs cylindriques de sel au-dessus et en dessous des canaux) et enn une troisieme pour le reste du circuit, modelisant les conduits d'arrivee et de reinjection des echangeurs ainsi que les echangeurs a proprement parler. Ces derniers sont modelises par une couronne cylindrique continue autour des protections neutroniques en carbure de bore, comme dans le RSF a sels chlorures decrit au chapitre precedent. On verie qu'une epaisseur de 10 cm de B4C est susante pour attenuer d'un facteur 100 environ le ux dans les echangeurs par rapport au ux en cur. L'epaisseur du
reecteur radial est xee a 50 cm, et celle des reecteurs axiaux a 1.3 m chacun. On veriera a posteriori, une fois le dimensionnement entierement acheve, que ces epaisseurs maximisent bien la reactivite du systeme, toutes choses restant egales par ailleurs.
Fig. 4.3 { Coupe horizontale du coeur de reference (diametre des canaux de 15 cm). On adopte pour la repartition des canaux dans le cur la forme la plus symetrique possible, comme le montre la coupe horizontale 4.3. Par rapport au cas elementaire du cur a canal central unique du chapitre precedent, l'utilisation d'un moderateur graphite introduit un parametre supplementaire, qui est la proportion volumique de sel dans le graphite. A partir des diverses descriptions du concept MSBR (suivant qu'il soit a 2 zones de moderation ou a une seule), on evalue a 30% la proportion volumique moyenne de sel optimale pour la surgeneration. En xant le c^ote d'un hexagone de graphite a 15 cm (soit une distance entre 2 c^otes paralleles de 26.0 cm), on obtient une proportion volumique de sel en cur de 30.2% avec un diametre de canal de 15 cm. Autour de chaque canal, on distingue un tube de graphite epais de 2.5 cm, appele desormais \manche". Cette dierenciation geometriquective nous permettra notamment d'evaluer l'inuence de la proximite d'un canal sur le taux de dommages causes par les neutrons dans le graphite du cur. Avec l'epaisseur choisie, le graphite des manches regroupe le tiers du graphite du cur, les deux autres tiers restants constituant le corps des hexagones.
Une fois ce dimensionnement de reference deni, le programme de construction automatique de chier MCNP nous permet de le naliser en imposant quelques contraintes. Il en sut de deux pour determiner les deux dimensions encore inconnues a ce stade, qui sont la hauteur de sel dans les reservoirs et l'epaisseur de sel dans la couronne cylindrique des echangeurs. La premiere de ces contraintes est d'imposer la proportion volumique de sel hors-ux (sel de la
cellule modelisant les echangeurs) a un tiers du volume total. La seconde consiste a imposer la conservation du debit entre la sortie verticale du sel des canaux et l'entree horizontale dans les echangeurs, au niveau du rayon du cur. Contrairement au cas du concept a canal unique de sel decrit au chapitre precedent, on suppose ici que le nombre important de petits canaux tend a homogeneiser rapidement la vitesse d'ecoulement du sel dans les reservoirs. La conservation du debit est ainsi realisee des la sortie du cur, au niveau du rayon interieur du reecteur radial. En plus des deux dernieres contraintes evoquees, on souhaite que le volume total de sel combustible soit proche de celui du projet MSBR, c'est a dire compris entre 45 et 50 m3. Pour simplier, on impose que le diametre du cur soit egal a sa hauteur, qui est aussi celle des canaux. Avec une hauteur de 4.6 m, on obtient un volume total de sel de 46.2 m3, une hauteur de sel dans chaque reservoir d'environ 30 cm, et une epaisseur de sel dans les echangeurs d'environ 10 cm.