Optimisation neutronique des configurations de combustible à base de thorium pour minimiser les déchets nucléaires légèrement utilisés et la radiotoxicité dans les petits réacteurs modulaires.

La gestion efficace des déchets nucléaires légèrement utilisés (SUNF) est cruciale tant pour des raisons techniques que d'acceptation publique. La gestion des SUNF, le risque de radiotoxicité et les investissements financiers associés ainsi que les capacités technologiques sont des préoccupations majeures dans la production d'énergie nucléaire. Réduire le volume des SUNF peut simplifier sa gestion, et une solution possible est d'utiliser des petits réacteurs modulaires (SMR) et des conceptions de combustible avancées comme celles à base de thorium. Cette recherche se concentre sur l'étude de la performance neutronique et de l'inventaire des radioisotopes de trois configurations de combustible à base de thorium différentes. La masse de matériau fissile dans le combustible à base de thorium impacte significativement Kinf, la combustion et le spectre d'énergie des neutrons. Comparé à l'uranium, le thorium comme combustible produit beaucoup moins d'éléments transuraniques et moins de produits de fission à longue durée de vie (LLFP) à la fin du cycle nucléaire (EOC). Cependant, certains éléments de produits de fission issus du combustible à base de thorium présentent une radioactivité plus élevée au début du cycle nucléaire (BOC). La séparation physique du thorium et de l'uranium dans le bloc de combustible, comme les unités de semence et de couverture (SBU) et les conceptions de combustible duplex, génère moins de déchets radioactifs avec une radioactivité plus faible et des durées de cycle plus longues que le combustible homogène ou mixte thorium-uranium. De plus, les conceptions SBU et duplex affichent des spectres de neutrons comparables, entraînant des différences négligeables dans la production de SUNF entre les deux.