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VII. Réacteurs
et sources spatiales
Réacteurs
La propulsion nucléaire spatiale peut être envisagée de deux façons :
-- la propulsion électrique nucléaire dans laquelle on convertit la chaleur créé par un réacteur nucléaire « en énergie électrique utilisée ensuite pour produire soit un faisceau d'ions rapides, soit un plasma, qui sont éjectés dans l'espace et jouent le rôle de fluide de propulsion » ;
‹ « la propulsion thermique nucléaire dans laquelle le fluide utilisé pour la propulsion est porté à très haute température par passage dans le c|ur d'un réacteur nucléaire et éjecté à grande vitesse dans l'espace » [CEA 95].
Le CEA, en collaboration avec le Centre national d'études spatiales (CNES), a étudié les deux voies. Pendant les années 80, le CEA et le CNES, poursuivant la première voie, ont défini un générateur spatial Erato, « un modèle de référence » de 200 kW. Le générateur comprenait « un réacteur à neutrons rapides contenu dans une cuve métallique utilisant comme combustible de l'uranium très enrichi (93 %) sous forme de nitrure d'uranium (UN) et refroidi par du lithium liquideŠ ; un échangeur thermique primaire lithium-héliumŠ ; un circuit secondaire constitué de quatre boucles indépendantes comprenant chacune une turbine à gaz dans laquelle se détend l'hélium chaudŠ ; une source froideŠ ; un bouclier de protectionŠ » [Clef iv.87].
En 1992 le CEA, poursuivant, en collaboration avec le CNES, la deuxième voie, a mené une étude d'avant-projet de réacteur de propulsion thermique pour le transfert de charges d'environ 3 t entre une orbite terrestre à 600 km d'altitude et une orbite lunaire. Le système comprendrait un réservoir d'environ 12 t d'hydrogène liquide, une turbopompe assurant la circulation de l'hydrogène, le réacteur nucléaire fonctionnant à très haute température et une tuyère. Un lanceur classique type Ariane V amènerait l'ensemble sur orbite [CEA 95]. En été 1995 le CEA a entamé une étude de la faisabilité technico-économique d'un tel engin, en association avec Phillips Laboratory aux Etats-Unis. Le CEA cofinance l'étude [CEARev 1.viii.95].
SourcesLe CEA s'intéresse également à la fabrication des RTG (Radioisotopic Thermoelectric Generators) et les RHU (Radioisotopic Heater Units).
Les générateurs isotopiques tels que les RTG, « exploitent l'énergie libérée par une source radioactive sous forme de rayonnement. Leur puissance ne dépasse guère quelques kWe. Néanmoins, entièrement statiques » et ayant une durée de vie de 10 ans et plus, ils sont « les dispositifs les plus aptes à fournir l'énergie électrique indispensable aux engins spatiaux pour des missions de longue durée » [Clef (iv).94].
Les RHU, sources radioisotopiques de faible puissance, sont utilisés pour maintenir en température certains composants pendant une mission. Le plutonium 238 sous forme de dioxyde est la source radioactive utilisée. Le CEA affirme que lui et la Cogéma pourraient fabriquer le plutonium 238 et que « toutes les compétences existentŠ au CEA et dans l'industrie française pour entreprendre le développement et la fabrication de RHUŠ A plus long terme, le développement de RTG peut également être envisagé. »
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