Brevet FR2784220A1 — publié le 20000407

L'invention concerne de manière générale un ensemble qui est chargé dans un réacteur à neutrons rapides à des fins d'un traitement de transmutation d'une matière radioactive à longue durée de vie. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble pour la transmutation d'une matière radioactive à longue durée de vie, l'ensemble de transmutation étant composé uniquement d'aiguilles contenant des produits de fission, chacune de ces aiguilles ayant un tube de gainage contenant un modérateur et une matière10 radioactive comprenant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, d'une manière telle que la matière radioactive soit entourée par, ou en d'autres termes recou- verte par, la matière du modérateur dans le tube de gainage. L'utilisation de l'énergie nucléaire est inévita- blement suivie de la génération, plus ou moins importante, de produits de fission à longue durée de vie. Les déchets hautement radioactifs dont on se débarrasse par vitrification contiennent généralement des nucléides de produits de fission radioactifs de longue durée de vie, tels que le technétium 99 et l'iode 129, qui ont des demi-vies d'environ 210 mille ans et d'environ 1,6 million d'années, respectivement. Le technétium 99 est soluble dans l'eau et il est à craindre qu'après une longue période, il soit élué et libéré d'une barrière sous la forme d'ions TcO4-, etc., à la suite d'un rejet géologique. En ce qui concerne l'iode 99, en considé- rant sa sûreté du point de vue de la migration dans l'eau du sol lorsque l'iode 99 est solidifiée, puis soumise à un rejet géologique, les problèmes qui se posent sont que cette matière présente une solubilité élevée et une faible absorption par la barrière. Par conséquent, d'un point de vue de la réduction de la charge de l'environnement, ces nucléides de produits de fission de longue durée de vie devraient avantageusement être transformés en d'autres nucléides stables par un procédé convenable avant un rejet final. Par exemple, le technétium 99 et l'iode 129 peuvent être transformés, par réaction d'absorption de neutrons, en ruthénium (Ru) et en xénon (Xe) stables et non radioactifs. Le technétium 99 et l'iode 129, qui sont des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, ont des sections d'absorption de neutrons plus grandes pour l'énergie des neutrons thermiques que pour l'énergie des neutrons rapides, et ont des régions d'absorption par résonance plus grandes dans une région d'énergie inférieure (environ 0,8 aJ, etc.). Par conséquent, pour la transmutation de ces nucléides de produits de fission de longue durée de vie par des réactions d'absorption de neutrons, il est souhaitable de ralentir dans une certaine mesure les neutrons rapides qui ont été générés par la fission nucléaire, puis de les utiliser en tant que neutrons à énergie de résonance ou neutrons thermiques. Les réacteurs à neutrons thermiques et les réacteurs à neutrons rapides sont tous considérés comme étant des réacteurs convenant à la transmutation de nucléides de produits de fission de longue durée de vie. Un réacteur à neutrons thermiques utilise des neutrons modérés ou ralentis et, par conséquent, les nucléides peuvent être transmutés, dans une certaine mesure, par le chargement d'aiguilles qui contiennent du technétium 99 ou de l'iode 129 dans le coeur du réacteur. Par contre, un réacteur à neutrons rapides a besoin des neutrons rapides pour être modéré et il utilise donc un ensemble ayant une structure dans laquelle des aiguilles contenant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie et des aiguilles contenant un modérateur sont logées ensemble dans un tube d'enveloppement, afin de transmuter ces nucléides de produits de fission de longue durée de vie. Un ensemble classique destiné à la transmutation est représenté sur la figure 6 des dessins annexés et décrit ci-après, ensemble dans lequel des aiguilles 12 contenant un modérateur et des aiguilles 14 contenant des produits de fission sont disposées en un agencement dispersé dans un tube d'enveloppement, comme illustré. L'aiguille 12 de modéra- teur est composée d'un tube de gainage qui contient une matière modératrice et rien d'autre, et l'aiguille 14 de produits de fission est composée d'un tube de gainage qui contient la matière comprenant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, et rien d'autre. Dans le cas o les ensembles destinés à la transmutation comme décrit cidessus sont chargés dans une région de matière fertile du réacteur rapide, le taux de transmutation des nucléides de produits de fission de longue durée de vie est d'environ 2,0-2,5 %, ce qui n'est pas autant que demandé. L'inventeur de la présente invention considère que la raison de ce faible taux de transmutation réside dans un effet notablement élevé d'autoprotection des neutrons dans les aiguilles de produits de fission, en sorte que les réactions nucléaires entre les produits de fission et les neutrons n'ont lieu qu'à proximité de la surface des aiguilles de produits de fission, ce qui a pour résultat d'empêcher les neutrons d'entrer profondément dans les aiguilles de produits de fission. On pourrait résoudre à un degré limité ce problème en essayant de réaliser des aiguilles de produits de fission plus minces, mais cette mesure soulèverait d'autres problèmes graves dus à l'augmen- tation du nombre d'aiguilles nécessaires, aboutissant à des insuffisances de production, d'effet de travail et de rendement. En outre, dans la structure classique des ensembles destinés à la transmutation comme décrit ci-dessus, l'agencement des aiguilles de produits de fission et des aiguilles de modérateur dans l'espace de l'ensemble est complexe, ce qui diminue le rendement et entraîne des difficultés dans l'inspection des aiguilles. L'invention est donc proposée pour résoudre le problème ci-dessus et elle a donc pour objet de procurer un ensemble perfectionné pour une transmutation, qui permet une transmutation efficace (c'est-à-dire une transformation en nucléides stables par une transformation nucléaire), dans un réacteur nucléaire, d'une matière radioactive de longue durée de vie (en particulier, des nucléides de produits de fission de longue durée de vie tels que le technétium 99 ou l'iode 129, etc.) qui a été produite dans un réacteur nucléaire. Un autre objet de l'invention est de procurer un ensemble pour la transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie, qui permet une haute ouvrabilité de production et une grande facilité des opérations d'inspec- tion, et satisfait aussi à l'exigence de réduction de coûts. Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un ensemble pour la transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie, comportant des éléments du type fil constitués d'une matière radioactive de longue durée de vie comprenant des métaux, des alliages ou des composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice entourant les éléments du type fil, des tubes de gainage contenant chacun les éléments du type fil entourés de la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission, et un tube d'enveloppement logeant les aiguilles de produits de fission et rien d'autre. Dans l'ensemble de transmutation décrit ci- dessus, les éléments du type fil constitués de la matière radioactive de longue durée de vie peuvent être placés dans un état dispersé et chacun des éléments dispersés du type fil est entouré par la matière modératrice. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un ensemble pour la transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie, comportant des éléments de type annulaire (ou tubulaires) minces en matière radio- active de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice entourant une surface intérieure et une surface extérieure des éléments du type anneau mince, des tubes de gainage contenant chacun les éléments du type anneau mince entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission et un tube d'enveloppement logeant les aiguilles de produits de fission et rien d'autre. Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un coeur de réacteur pour un réacteur rapide compor- tant une région de coeur, une région de matière fertile et une région formant bouclier, dans lequel des ensembles de transmutation sont chargés sélectivement et au moins partiel- lement dans la région de coeur, la région de matière fertile ou la région de bouclier, chacun desdits ensembles de transmutation comportant des éléments du type fil en matière radioactive de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice entourant les éléments du type fil, des tubes de gainage contenant chacun les éléments du type fil entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission et un tube d'enveloppement logeant uniquement les aiguilles de produits de fission. Selon un quatrième aspect de l'invention, il est proposé un coeur de réacteur pour un réacteur rapide compor- tant une région de coeur, une région de matière fertile et une région de bouclier, dans lequel des ensembles de trans- mutation sont chargés sélectivement et au moins partiellement dans la région de coeur, dans la région de matière fertile ou dans la région de bouclier, chacun des ensembles de trans- mutation comportant des éléments du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière35 modératrice entourant une surface intérieure et une surface extérieure des éléments du type anneau mince, des tubes de gainage contenant chacun les éléments du type anneau mince entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission et un tube d'enveloppement logeant uniquement les aiguilles de produits de fission. Dans la présente invention, les éléments du type fil en matière radioactive de longue durée de vie sont entourés par une matière modératrice, puis les éléments du type fil entourés par la matière modératrice sont installés dans des tubes de gainage pour former des aiguilles de produits de fission, et les aiguilles de produits de fission, et rien d'autre, sont logées dans un tube d'enveloppement. La matière radioactive de longue durée de vie est constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie. Les éléments du type fil décrits ci-dessus peuvent être placés dans un agencement dispersé en étant renfermés par la matière modératrice. Dans une autre forme de réalisation de l'inven- tion, les éléments du type fil décrits ci-dessus peuvent être remplacés par un seul ou plusieurs éléments du type anneau ou éléments tubulaires à paroi mince, et le ou les éléments du type anneau mince est ou sont entourés par la matière modératrice sur leurs surfaces extérieure et intérieure, puis placés dans les tubes de gainage pour former ainsi les aiguilles de produits de fission. Seules les aiguilles de produits de fission sont logées dans le tube d'enveloppement. Pour exécuter un traitement de transmutation, les ensembles de transmutation de la matière radioactive de longue durée de vie comme décrit ci-dessus peuvent être chargés sélectivement et au moins partiellement dans une région de coeur, une région de matière fertile ou une région de bouclier d'un coeur de réacteur rapide. Du point de vue d'une réduction d'une influence possible sur les caractéris- tiques du coeur du réacteur, il est optimal de charger les ensembles de transmutation dans la région de matière fertile du coeur du réacteur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un ensemble de transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie et d'une aiguille de produits de fission chargée dans l'ensemble selon une forme de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe d'une aiguille de produits de fission selon une autre forme de réalisation de l'invention, qui peut être chargée dans l'ensemble de transmutation; les figures 3A, 3B et 3C sont des vues en coupe d'aiguilles selon d'autres formes de réalisation de l'inven- tion dans lesquelles un ou plusieurs éléments du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie sont disposés; la figure 4 est un diagramme d'un exemple d'un coeur de réacteur rapide dans lequel l'ensemble de transmu- tation est chargé; la figure 5 est un diagramme, en coupe longi- tudinale, du coeur de réacteur représenté sur la figure 4; et la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un exemple de l'ensemble de transmutation classique pour une matière radioactive de longue durée de vie. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un ensemble pour la transmutation (c'est-à-dire d'un ensemble de transmutation) d'une matière radioactive de longue durée de vie selon une forme de réalisation de l'invention, et d'un exemple d'une aiguille de produits de fission chargée dans l'ensemble de transmutation. L'aiguille 20 de produits de fission comporte une structure dans laquelle un élément unique 22 du type fil, en matière radioactive de longue durée de vie composée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, est disposé, dans le centre de l'aiguille de produits de fission, et l'élément 22 du type fil est entouré par une matière modératrice 24 pour former une structure analogue à des pastilles ou à des tiges et chargée dans un tube de gainage 26. Plusieurs de ces aiguilles 20 de produits de fission sont préparées et agencées en une structure analogue à un faisceau, et sont placées dans un tube hexagonal 28 d'enveloppement pour former ainsi l'ensemble 30 de transmutation de la matière radio- active de longue durée de vie de l'invention. Les nucléides de produits de fission de longue durée de vie comprennent, par exemple, du technétium 99 et de l'iode 129 et ils sont utilisés sous forme d'un métal, d'un alliage ou d'un composé. Dans le cas d'une technétium, par exemple, du TC (métal), du TcO2 et autre sont utilisés. Dans le cas de l'iode, on peut utiliser AgI, NaI, PdI2, CeI3 et autres. L'élément 22 du type fil en matière radioactive de longue durée de vie est avantageusement formé de façon à avoir un diamètre d'environ 1 à 2 mm. Ceci permet au modéra- teur de ralentir les neutrons d'une manière convenable et de réduire autant que possible l'effet d'autoprotection des neutrons (c'est-à-dire l'effet empêchant les neutrons d'entrer profondément dans les produits de fission), afin qu'un taux de transmutation élevé puisse être atteint. L'élément 22 du type fil ayant un diamètre de 1 mm ou plus peut être produit de façon relativement aisée. En ce qui concerne la matière modératrice 24, on peut utiliser un hydrure de zirconium ou un oxyde de béryllium, par exemple. La plaque ou tige, qui est formée en entourant l'élément 22 du type fil en matière radioactive de longue durée de vie au moyen de la matière modératrice 24 comme décrit ci-dessus, est introduite dans le tube de gainage 26 sensiblement sur toute sa longueur et est scellée, à ses extrémités supérieure et inférieure, par des bouchons d'extrémité (non représentés), d'une manière similaire à celle du cas d'aiguilles de combustible générales. Le tube d'enveloppement 28, dans lequel plusieurs aiguilles 20 de produits de fission, et rien d'autre, sont placées suivant un agencement régulier, possède une structure similaire à celle d'un assemblage combustible général et comporte une buse d'entrée (non représentée) à sa partie inférieure et une tête10 de manutention (non représentée) à une partie supérieure pour faciliter le travail de chargement par l'utilisation d'une machine de chargement/déchargement de combustible afin qu'un fluide de refroidissement puisse circuler à l'intérieur du tube d'enveloppement 28. La figure 2 montre une autre forme de réalisation de l'aiguille de produits de fission. Dans cette forme de réalisation, plusieurs éléments du type fil (sept éléments du type fil dans la forme de réalisation illustrée) 32 sont disposés suivant un agencement dispersé et chacun des éléments 32 du type fil est entouré d'une matière modératrice 34 pour former une structure en bloc ou en tige, et est chargé dans un tube 38 de gainage. La mise en place de plusieurs éléments 32 de tige de type fil en matière radio- active de longue durée de vie peut augmenter le degré de la transmutation. Similairement au cas de la forme de réalisa- tion précédente, il est souhaitable que le diamètre de l'élément 32 du type fil en matière radioactive de longue durée de vie soit choisi dans un intervalle allant d'environ 1 mm à 2 mm. On appréciera que le nombre d'éléments 32 du type fil et l'emplacement sont facultatifs et peuvent être choisis comme souhaité en fonction des exigences. Les figures 3A, 3B et 3C montrent d'autres formes de réalisation de l'aiguille de produits de fission, dans lesquelles on utilise un élément du type anneau mince ou un élément tubulaire à paroi mince 42 en matière radioactive de longue durée de vie. Dans la forme de réalisation de la figure 3A, un élément 42 du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie présente un diamètre relativement faible et est positionné au centre de l'aiguille afin que cet élément 42 soit entouré, sur ses deux surfaces intérieure et extérieure, par une matière modératrice pour former une structure analogue à un bloc ou à une tige et chargé dans le tube de gainage 46. Dans la forme de réalisation de la figure 3B, un élément 48 du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie ayant un diamètre relativement grand est procuré, de façon que cet élément 48 soit entouré, à ses deux surfaces intérieure et extérieure, par la matière modératrice 44 pour former une structure analogue à un bloc ou à une tige, puis chargé dans le tube de gainage 46. Dans la forme de réalisation de la figure 3C, l'élément 42 du type anneau mince décrit ci-dessus, de faible diamètre, et l'élément 48 du type anneau mince de grand diamètre sont disposés concentriquement et entourés, à leurs surfaces intérieure et extérieure, par la matière modératrice 44 pour former une structure analogue à un bloc ou à une tige, et ils sont chargés dans le tube 46 de gainage. La structure ayant plusieurs éléments 42 et 48 du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie peut augmenter les performances de transmutation. Dans les formes de réalisation des figures 3A, 3B et 3C, il est souhaitable que chacun des éléments 42, 48 du type anneau mince ait une épaisseur d'environ 1 à 2 mm. Les aiguilles de produits de fission montrées sur les figures 3A, 3B et 3C conviennent à une diminution ou un abaissement de l'effet d'autoprotection des neutrons et à un accroissement du taux de transmutation. Les éléments du type anneau mince ayant chacun une épaisseur de 1 mm ou plus peuvent être produits de façon relativement aisée. L'ensemble de transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie peut être formé par l'utilisation de l'un des types de ces aiguilles de produits de fission décrites ci-dessus et, par conséquent, la produc- tion et l'inspection de l'ensemble de transmutation peuvent être réalisées de façon très simple, ce qui a pour résultat de réduire les coûts. Les ensembles de transmutation de l'invention peuvent être chargés sélectivement et partiellement dans une région de coeur, dans une région de matière fertile ou dans une région de bouclier d'un coeur de réacteur rapide. Lorsque les ensembles de transmutation sont chargés dans la région de matière fertile, tous les ensembles de matière fertile peuvent être remplacés par les ensembles de transmutation. Pour utiliser efficacement l'excédent de neutrons et réduire l'influence sur les caractéristiques du coeur du réacteur, il est optimal que les ensembles de transmutation soient chargés dans la région de matière fertile. Exemple On a procédé à une expérience en référence à un réacteur rapide ayant des ensembles de transmutation en matière radioactive de longue durée de vie, chargés dans la région de matière fertile, et on a procédé à une analyse détaillée en utilisant une méthode à code de Monte Carlo. Le tableau montre les résultats. L'ensemble de transmutation faisant l'objet de l'invention (forme de réalisation 1 et forme de réalisation 2 de l'invention, ci-dessous) avait une structure telle que représentée sur la figure 1, dans laquelle du technétium 99 de longue durée de vie était formé en un fil métallique mince et entouré par une matière modératrice constituée d'un hydrure de zirconium pour former des blocs, puis les blocs étaient chargés dans un tube de gainage pour former une aiguille de produits de fission. Plusieurs aiguilles de produits de fission entourées par un35 tube d'enveloppement forment un ensemble de transmutation. Les ensembles de transmutation ont été chargés dans une région de matière fertile d'un réacteur rapide de 1 million de kWe comme montré sur les figures 4 et 5, et un taux de transmutation à terme d'un an a été obtenu. La figure 4 montre la structure du coeur du réacteur rapide et la position de chargement des ensembles de transmutation, et la figure 5 montre les dimensions du coeur du réacteur. Dans cette structure, on voit que les ensembles de transmutation sont chargés dans la position d'une couche fertile radiale. A des fins de comparaison, on a procédé à une analyse de l'ensemble de transmutation classique en matière radioactive de longue durée de vie, montré sur la figure 6, comme indiqué par "exemple classique (Ex. Cl.)1" et par "exemple classique (Ex. Cl.)2" dans le tableau ci- dessous. TABLEAU Procédé de Nombre Nombre Diamètre des Quantité Quantité Taux de chargement d'aiguilles d'aiguilles aiguilles de chargée trans- trans- des dans de produits produits de (kg) mutée mutation aiguilles l'ensemble de fission fission (mm) (kg/an) (%/an) de produits de fission Ex.Cl.1 127 37 10 3750 67,5 1,8 Ex.Cl.2 127 22 10 1883 45, 8 2,5 Forme de réalisation 1 de 127 127 1,3 183 17,9 9,8 l'invention Forme de réalisation 2 de 217 217 1,3 313 28,5 9,1 l'invention oC o Dans le tableau, le "nombre d'aiguilles de produits de fission" des exemples classiques (Ex.Cl.l et Ex.Cl.2) représente les aiguilles de produits de fission dans lesquelles seule une matière radioactive de longue durée de 5 vie est chargée, et le "nombre d'aiguilles de produits de fission" de la présente invention ("forme de réalisation 1 de l'invention" et "forme de réalisation 2 de l'invention) représente les aiguilles de produits de fisson chargées de blocs qui sont composés d'une matière radioactive de longue durée de vie, du type fil, entourée de la matière modéra- trice. En conséquence, le rayon de la matière classique de produits de fission coïncide avec le rayon de l'aiguille, et le rayon de la matière de produits de fission de l'invention est égal au rayon de la matière du type fil et le rayon des aiguilles réelles (aiguilles de produits de fission) est de mm, ce qui est égal à celui des aiguilles classiques. Comme montré dans le tableau, le taux de trans- mutation est bas (c'est-à-dire 1,8 a 2,5 %/an) dans le cas o l'ensemble classique de transmutation est utilisé, et il20 n'est donc pas si efficace. Par contre, l'utilisation de l'ensemble de transmutation pour une matière radioactive de longue durée de vie selon la présente invention atteint avec succès un taux de transmutation élevé, qui est d'environ 9 à %/an, c'est-à-dire 4 à 5 fois plus élevé que celui de la structure classique, indépendamment du nombre d'aiguilles utilisées dans l'ensemble. D'après l'analyse, on peut augmenter jusqu'à environ 127-271 le nombre d'aiguilles dans l'ensemble de transmutation de la présente invention, comme montré dans le tableau. Dans l'exemple, la matière radioactive de longue durée de vie, du type fil, avait un diamètre de 1,3 mm, mais on peut utiliser toute matière de longue durée de vie du type fil pourvu qu'elle ait un diamètre compris dans une plage d'environ 1 mm à environ 2 mm. Conformément à l'invention, l'ensemble de transmutation est composé uniquement d'aiguilles contenant des produits de fission, formées chacune d'un tube de gainage et d'éléments du type fil ou du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie, entourée d'une matière modératrice; ceci permet au taux de transmutation des nucléides de produits de fission de longue durée de vie d'atteindre un niveau extraordinairement élevé. En outre, l'ensemble de transmutation peut être formé d'aiguilles de produits de fission du même type, avec, par conséquent, une simplification de la production et de l'inspection et une réduction des coûts. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble et au coeur de réacteur décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble pour la transmutation d'une matière radioactive de longue durée de vie, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments (22) du type fil en matière radioactive de longue durée constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice (24) entourant les éléments du type fil, des tubes de gainage (26) contenant chacun les éléments du type fil entourés de la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles (20) de produits de fission, et un tube d'enveloppement (28) logeant unique- ment les aiguilles de produits de fission. 2. Ensemble de transmutation selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les éléments du type fil en matière radioactive de longue durée de vie sont placés dans un état dispersé à l'intérieur du tube de gainage et chacun des éléments dispersés du type fil est entouré par la matière modératrice. 3. Ensemble de transmutation pour une matière radioactive de longue durée de vie, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments (42) du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice (44) entourant une surface intérieure et une surface exté- rieure des éléments du type anneau mince, des tubes de gainage (46) contenant chacun les éléments du type anneau mince entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission, et un tube d'enveloppe- ment logeant uniquement les aiguilles de produits de fission. 4. Coeur d'un réacteur rapide comportant une région de coeur, une région de matière fertile et une région de bouclier, dans lequel des ensembles de transmutation sont chargés sélectivement et au moins partiellement dans la région de coeur, dans la région de matière fertile ou dans la région de bouclier, caractérisé en ce que chacun des ensembles de transmutation comporte des éléments (22) du type fil en matière radioactive de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice (24) entourant les éléments du type fil, des tubes de gainage (26) contenant chacun les éléments du type fil entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles (20) de produits de fission, et un tube d'envelop- pement (28) logeant uniquement les aiguilles de produits de fission. 5. Coeur de réacteur pour un réacteur rapide comportant une région de coeur, une région de matière fertile et une région de bouclier, dans lequel des ensembles de transmutation sont chargés sélectivement et au moins partiel- lement dans la région de coeur, dans la région de matière fertile ou dans la région de bouclier, caractérisé en ce que chacun des ensembles de transmutation comporte des éléments (42) du type anneau mince en matière radioactive de longue durée de vie constituée de métaux, d'alliages ou de composés incluant des nucléides de produits de fission de longue durée de vie, une matière modératrice (44) entourant une surface intérieure et une surface extérieure des éléments du type anneau mince, des tubes de gainage (46) contenant chacun les éléments du type anneau mince entourés par la matière modératrice pour former ainsi des aiguilles de produits de fission, et un tube d'enveloppement logeant uniquement les aiguilles de produits de fission.