Published 1981 | Version v1
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Study of the thorium cycle in pressurized water reactors

Description

We have been led to consider the PWRs with the present characteristics (reference Bugey 2), an introduction of Th 232-Pu fuel with a view to producing the U 233 in strictly non modified reactors and starting this introduction in 1990 only. Likewise, the Th 232-U 233 cycle in the water reactors would not be launched until the year 2000. The recommended solution consist in starting up the reactor with a Th 232-Pu cycle as from the first core, the plutonium being that which comes from the present PWRs at 33 GWd/t and to abandon during the following cycles the draughtboard loading plans in favour of crown recharging plans. The burnable poisons are no longer necessary and the breakdown of the assembly into several areas with different plutonium levels become pointless. The reactors require much plutonium and only restitute plutonium which is hardly of any worth save in fast reactors. Also, the conversion factor is relatively low; it was retained as such because its improvement would have involved very extensive modifications in the characteristics of the core. Nevertheless this first part of the study showed that there was at least one type of solution to the Th-Pu cycle which complies with the constraints ion the power peak, temperature coefficients, etc. The thorny point concerning the behaviour of the fuel is the temperature coefficient of the moderator. The solution chosen is that which leads to an acceptable temperature coefficient whilst at the same time improving the conversion factor, that is to say the operation in spectrum shift control of the reactor. Having shown the Th 232-Pu and Th 232-U cycles to be feasible, this strategy remained to be compared with other strategies in terms of uranium consumptions

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (French)

On a ete conduit a considerer les PWR avec les caracteristiques actuelles (reference Bugey 2), une implantation du combustible Th 232-Pu en vue de produire l'U 233 dans des reacteurs strictement non modifies et en ne commencant cette implantation qu'en 1990. De la meme facon le cycle Th 232-U 233 dans les reacteurs a eau n'a ete lance qu'a partir de l'an 2000. La solution preconisee consiste a demarrer des le premier coeur reacteur en cycle Th 232-Pu, le plutonium etant celui qui sort a 33 GWj/t des PWR actuels, et a abandonner au cours des cycles suivant les plans de chargement en damier au profit de plans de rechargement en couronnes. Les poisons consommables ne sont plus necessaires et la decomposition de l'assemblage en plusieurs zones a teneur en plutonium differente inutile. Les reacteurs necessitent beaucoup de plutonium et ne restituent qu'un plutonium qui n'est plus guere valable que pour les reacteurs rapides. D'autre part le facteur de conversion est relativement faible: il a ete garde tel qu'il etait car son amelioration passerait par des modifications trop profondes des caracteristiques du coeur. Neanmoins cette premiere partie de l'etude a permis de montrer qu'il existait au moins un type de solution au cycle Th-Pu respectant les contraintes sur le pic de puissance, les coefficients de temperature, etc... Le point epineux concernant le comportement du combustible est le coefficient de temperature du moderateur: la solution choisie est celle qui conduit a un coefficient de temperature acceptable tout en ameliorant le facteur de conversion, c'est-a-dire le fonctionnement en spectrum shift control du reacteur. Ayant montre la faisabilite des cycles Th 232-Pu et Th 232-U il restait a comparer au niveau des consommations en uranium cette strategie a d'autres strategies

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Original title (French)
Etude du cyle thorium dans les reacteurs a eau pressurisee
Augmented title (English)
cycles Th232-Pu et Th232-U233

Publishing Information

Imprint Pagination
291 p.
Report number
FRNC-TH--1157