Etude sur le combustible nucléaire, élément essentiel du réacteur nucléaire. Les combustibles utilisés pour les futurs réacteurs de la 4e génération lancent des défis supplémentaires, notamment à travers l'utilisation des réacteurs à neutrons rapides. ©Electre 2025

Commissariat à l'énergie atomique e-den

Une monographie de la Direction de l'énergie nucléaire

Alors que le nucléaire civil connaît un véritable regain d'intérêt, il faut savoir aussi exactement que possible de quoi on parle, qu'il s'agisse du nucléaire proprement dit ou des sciences et techniques qui lui sont associées. Pourtant, les documents de synthèse de bon niveau scientifique sur ce type d'énergie sont rares... Pour combler cette quasi-lacune et donner à ses travaux l'éclairage qu'ils méritent, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) dresse, sous forme de courtes monographies, un tableau complet des recherches en cours dans le domaine de l'énergie nucléaire civile.

Celles-ci étant pluridisciplinaires et de nature diverse, la série de monographies du CEA explore et synthétise des thèmes aussi différents, mais complémentaires, que les réacteurs du futur, le combustible nucléaire, les matériaux sous irradiation ou les déchets nucléaires...

S'adressant à la fois à des scientifiques dont ce n'est pas le domaine de compétence, mais qui sont en quête d'information, et à un plus grand public curieux de son environnement technologique présent et futur, les monographies du CEA présentent les résultats récents de la recherche dans leur contexte et avec leurs enjeux.

Les combustibles nucléaires

Le combustible est un des éléments essentiels d'un réacteur nucléaire. En son sein ont lieu les réactions nucléaires de fission des atomes lourds, uranium et plutonium. Il est au coeur du réacteur, mais également au coeur du système nucléaire dans son ensemble. Sa conception et ses propriétés influent sur le comportement du réacteur, ses performances et sa sûreté.

Même s'il rentre assez faiblement dans le coût du kilowattheure produit par les centrales nucléaires actuelles, sa bonne utilisation représente un enjeu économique important. De grands progrès restent à accomplir pour augmenter son temps de séjour en réacteur, lui permettre ainsi de fournir davantage d'énergie, améliorer sa robustesse.

Au-delà de l'économie et de la sûreté, des questions aussi stratégiques que l'utilisation du plutonium, la préservation des ressources et la gestion des déchets nucléaires se posent, et de véritables défis technologiques surgissent.

Cette monographie résume les connaissances actuelles sur le combustible nucléaire, son comportement en réacteur, ses limites d'utilisation et ses pistes de R&D. Elle illustre également les recherches en cours en présentant quelques résultats marquants obtenus récemment.