Réacteur de recherche ZED-2

Le réacteur de recherche à deutérium à énergie nulle – 2 des LNC (ZED‑2, pour Zero Energy Deuterium) est un réacteur polyvalent de recherche de faible puissance, à réservoir modéré à l’eau lourde, qui a atteint la criticité la première fois en 1960. Le pas variable du réacteur et la facilité d’accès à son cœur, ainsi que les installations de comptage qui y sont associées font en sorte que ce réacteur est un outil idéal pour effectuer des mesures physiques et des études sur le combustible. Puisque le modérateur est propre et que son activité est extrêmement faible, l’équipement neutronique calibré dans le réacteur peut être retourné au client dès le lendemain de son irradiation.

Le réacteur ZED‑2 a été utilisé pour confirmer la conception de la physique de tous les réacteurs de puissance du Canada. Le réacteur ZED-2 a été construit pour la mise à l’essai des assemblages de combustible de la première centrale nucléaire du Canada, la Centrale expérimentale d'énergie atomique. Le réacteur ZED‑2 a appuyé le développement de l’industrie CANDU® par la mise à l’essai d’une vaste gamme de configurations de grappes de combustible et d’assemblages de combustible à une faible puissance, habituellement à une puissance indiquée entre 5 et 120 watts, dans diverses conditions de fonctionnement et dans des scénarios de simulation d’accident.

Ce réacteur est constitué d’un grand réservoir d’aluminium entouré d’un réflecteur de graphite et d’un blindage de béton. Les assemblages de combustible sont suspendus dans la calandre à partir de poutrelles d’acier, le combustible pouvant être disposé selon à peu près n’importe quelle configuration. Ces assemblages sont habituellement composés de piles de 5 grappes de combustibles de 50 cm chargées dans un canal composé de deux tubes scellés. Ces tubes sont conçus pour simuler la pression et les tubes de calandre typiques des réacteurs de puissance CANDU. Ces conduits peuvent être remplis avec un caloporteur qui peut être de l’eau légère, de l’air ou de l’eau lourde, pour simuler les caloporteurs et les possibles scénarios d’accidents dans un réacteur de puissance. Il y a également sept canaux à haute température pouvant être pressurisés jusqu’à 8,6 MPa à une température de 300 °C, dont le caloporteur est constitué de CO2, de D2O ou de H2O. La puissance maximale du ZED‑2 correspond à un flux neutronique d’environ 1 × 109 neutrons par cm2 par seconde au centre du coeur.

Au fil des ans, un grand nombre de combustibles et de conceptions de type expérimental ont été mis à l’essai dans le réacteur ZED‑2, des grappes d’oxyde d’uranium naturel ayant diverses géométries, diverses grappes de combustible d’uranium sous forme de métal, de siliciure et de carbure. Aujourd’hui, le réacteur ZED-2 sert à mettre au point les réacteurs et les cycles de combustible de pointe. Le ZED-2 est également utilisé pour la mise au point, la caractérisation et l’étalonnage des détecteurs de flux à l’intérieur et à l’extérieur du cœur destinés aux réacteurs de puissance.

Le réacteur ZED‑2 est exploité par les membres de la direction de la Division des opérations des installations de R et D. La Direction générale de la physique appliquée dans les Laboratoires de Chalk River des LNC viennent appuyer le ZED-2 grâce à son laboratoire de comptage et à son expertise en physique des réacteurs. En plus d’avoir des connaissances pratiques concernant l’exploitation de l’installation, les employés affectés au ZED-2 et à la Direction générale de la physique appliquée ont une connaissance approfondie de la physique des réacteurs et sont capables de mettre à profit l’expertise existante dans ce domaine pour l’amélioration de n’importe quel projet.

Le ZED‑2 est en voie de devenir une installation de recherche et d’établir des liens de collaboration avec l’industrie afin de fournir des services d’appui en recherche et développement et des services d’étalonnage pour les appareils de surveillance du rayonnement; et avec les universités et les établissements de recherche pour contribuer à l’évolution des bibliothèques de données nucléaires, de la validation de programmes, des applications de dosimétrie et de la recherche sur les combustibles. De plus, le ZED‑2 continuera d’héberger l’école de physique des réacteurs expérimentaux qui permet aux étudiants universitaires de faire l’expérience concrète de la recherche en physique des réacteurs.