Sodium-Cooled Fast Reactors: the ASTRID Plant Project
Réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium : le projet ASTRID
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CEA
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EDF
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AREVA (France)
ln the framework of the French Act, the 28th of June 2006, about nuclear materials and waste management, an actinides incineration demonstration prototype is to be commissioned in the 2020 decade.
CEA has launched this prototype, called ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration) to demonstrate the performances and the progress made in SFR technology on an industrial scale by qualifying innovative options to meet the objectives of the fourth generation reactors; some of these options still remain open in the areas requiring research and development programs, especially in safety and reliability.
ASTRID will consider the inspection and repair from the beginning of the design and will also be used as a test bench for advanced techniques in this field.
More specifically, we are aiming for a level of safety that is at least equivalent to that of the third generation reactors, with progress made in SFR-specific fields.
To meet the requirements of the above-mentioned act, ASTRID will also be designed to investigate and to demonstrate the feasibility of transmutation of radwaste: it will be replacing the PHENIX plant in terms of an irradiation reactor so as to test homogenous and heterogeneous minor actinide recycling modes, whose industrial interest is currently being assessed in the frame of the Act. The first deadline set by the French Act of 28 June 2006 is for late 2012, at which time the authorities must be provided with an assessment of the industrial perspectives on actinides transmutation. To remain consistent with the general schedule fixed by the Act, the CEA decided to launch the phase of the preliminary design of the ASTRID prototype in 2010 in order to be able to present at the same occasion (late 2012) preliminary budgetary evaluations (especially in terms of amount investment schedule), and technical facts so that a decision on the following steps can be reached. An assessment of the fixed and still open-ended options will be established at this date, together with the planning and cost evaluation (including R&D) of next phases.
Phase 1 of the preliminary design also aims at obtaining an initial opinion from the French Nuclear Safety Authority (ASN) on the safety orientations recommended for ASTRID, in order to check their suitability.
Phase 2 of the preliminary design will take place between 2013 and 2014, including the drafting and submittal to ASN of the Safety Options Report, a deeper assessment of retained options and hard points, and a consolidation of cost and planning figures.
ln order to benefit from the unique feedback existing in France on Sodium Fast Reactors, the CEA partnered, among others, with EDF, as experienced SFR operator and general architect, and with AREVA, as experienced SFR Nuclear Island engineer and component’s designer.
This paper presents the current state of the project, the first design options and the main milestones.
Résumé
En France, la loi n°2006-739 du 28 juin 2006 de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs demande la mise en service d’un prototype de réacteur permettant l’étude de la transmutation des éléments radioactifs à vie longue à l’horizon 2020.
Le CEA a, dans ce cadre, lancé le projet ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration) avec notamment l’objectif de démontrer à une échelle industrielle les performances et progrès réalisés dans le domaine de la conception et de la technologie des réacteurs rapides à sodium et de qualifier les options innovantes nécessaires pour permettre à ce type de réacteur de répondre aux objectifs de la 4ème génération ; certaines de ces options restent ouvertes à ce jour car elles nécessitent des études et des développements avant de pouvoir être retenues, en particulier dans les domaines de la sûreté et de l’opérabilité.
ASTRID intégrera notamment l’inspection et la réparation des structures importantes dès la conception et pourra également être utilisé comme banc de test de techniques avancées dans ces domaines.
Le niveau de sûreté visé est a minima celui des réacteurs à eau de 3ème génération qui seront construits à la même date (donc intégrant le retour d’expérience de l’accident de Fukushima), en le déclinant pour tenir compte des spécificités des réacteurs à sodium.
En cohérence avec la loi précitée, ASTRID sera notamment conçu pour étudier et démontrer la faisabilité de la transmutation des déchets radioactifs ; il remplacera PHENIX comme réacteur d’irradiation pour, entre autres, étudier la transmutation des actinides mineurs en mode hétérogène et homogène, dont l’intérêt industriel est en cours d’analyse en réponse à cette même loi. La première échéance imposée par la loi du 28 juin 2006 est fin 2012, date à laquelle sera remis aux autorités de tutelle un dossier sur les perspectives industrielles de la transmutation des actinides mineurs. Pour être cohérent avec le planning général fixé par la loi, le CEA a décidé de lancer dès 2010 la phase 1 de l’avant-projet sommaire du prototype ASTRID, de manière à pouvoir présenter à cette même date de fin 2012 les principales orientations technico- économiques permettant une décision de poursuite des phases suivantes du projet : un bilan des options déjà entérinées et de celles encore ouvertes sera fourni, complété par une première estimation du planning et du coût des phases suivantes, incluant la R&D.
La phase 1 de l’avant-projet sommaire a également pour but d’obtenir les premiers avis de l’Autorité de sûreté nucléaire sur les orientations de sûreté proposées pour ASTRID, afin de vérifier leur viabilité.
La phase 2 de l’avant-projet sommaire sera menée en 2013 et 2014 ; elle permettra de rédiger le dossier d’options de sûreté (DOS) et de le soumettre à l’ASN, d’approfondir les options retenues et les points durs, et de consolider les plannings et les coûts.
Pour bénéficier du retour d’expérience très conséquent acquis par la France sur les réacteurs rapides à sodium, le CEA s’est associé à des partenaires qui ont une grande expérience dans ce domaine, en particulier EDF comme exploitant et architecte ensemblier et AREVA comme ingénierie de l’ilot nucléaire et concepteur et fabricant de composants.
Cet article présente l’état actuel du projet, les premières options et les principaux jalons.
© SFEN 2011