Brevet FR2958781A1 — publié le 20111014

COEUR DE REACTEUR A NEUTRONS RAPIDES, REFROIDI PAR UN METAL LIQUIDE, A FAIBLE EFFET DE VIDANGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un coeur de réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, à faible effet de vidange. Elle s'applique notamment à un tel réacteur dans lequel le caloporteur (en anglais, coolant) est le sodium liquide, mais n'est pas limitée à l'utilisation de ce métal liquide en tant que fluide de refroidissement du coeur : dans l'invention, le caloporteur peut être un autre métal liquide. La présente invention vise à améliorer la sûreté du coeur d'un réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, dans une gamme de puissances allant de 50 à 5000 MWth, en adaptant la conception du coeur. La présente invention consiste à mettre en oeuvre une conception de coeur telle que les lois physiques, qui régissent les réactions nucléaires lors de transitoires accidentels conduisant à la perte du caloporteur, tendent naturellement à étouffer tout emballement potentiel du réacteur. L'invention vise à obtenir un effet de vidange (en anglais, void effect) négatif ou proche de zéro dans un réacteur à neutrons rapides, en particulier lorsque le caloporteur est le sodium. Cet effet est positif dans les réacteurs à neutrons rapides, refroidis par le sodium liquide, de taille importante (typiquement, supérieure à 800MWe), qui ont été conçus à ce jour. Lors de certains transitoires accidentels, conduisant à la vidange du sodium dans le coeur, il se produit une augmentation significative de la réactivité du coeur. Cette augmentation peut conduire à la destruction du coeur par fusion locale ou généralisée des assemblages combustibles. Rappelons que l'effet de vidange agit sur la réactivité du réacteur et s'exprime en dollars. Il est imputable à la perte du caloporteur. Plus précisément, on définit un coefficient de vidange (en anglais, void coefficient) (exprimé en dollars) qui traduit la variation du facteur de multiplication du réacteur lorsque le caloporteur n'est plus présent dans le coeur. Si ce coefficient est positif, la vidange se traduira par une augmentation de la réactivité et de la puissance. S'il est négatif, cet effet tendra à arrêter la réaction en chaîne. Rappelons aussi que le dollar est une unité de réactivité. Un dollar ($) correspond à une augmentation de réactivité comptée par rapport à la proportion de neutrons retardés (en anglais, delayed neutron fraction). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le problème de la réduction de l'effet de vidange n'est pas résolu actuellement pour les coeurs de forte puissance unitaire (supérieure à 800MWe), notamment ceux qui sont prévus pour les filières industrielles. 3 La maîtrise de cet effet implique de mettre en place des systèmes actifs permettant d'assurer un comportement du réacteur acceptable lors de transitoires accidentels. Diverses conceptions du coeur d'un réacteur à neutrons rapides ont déjà été proposées en vue de réduire l'effet de vidange. On se reportera à l'article suivant: A.N. Chebeskov, « Evaluation of Sodium Void Reactivity On the BN-800 Fast Reactor Design », Physor 1996, vol. 2, C-49. La conception décrite dans cet article est associée au réacteur BN-800. Selon cette conception, une plaque fertile interne (entre deux zones de matériau fissile) et un plénum sodium (en anglais, sodium plenum) associé sont prévus. Le but recherché est essentiellement le passage de l'effet de vidange sous la valeur de 0$. Cela conduit à des coeurs de type « galette » ayant souvent des rayons très importants. Une comparaison internationale de simulation d'un tel concept sous l'égide de l'AIEA («Evaluation of benchmark calculations on a fast power reactor core with near zero sodium void effect ») a montré une surestimation du gain annoncé sur l'effet de vidange. On se reportera au document IAEA-TECDOC-731, Janvier 1994 On se reportera aussi à l'article suivant : T. Takeda et al., « Optimization of Internal Blanket Configuration of Large Fast Reactor », 4 Short Note, Journal of Nuclear Science and Technology, 30, pp. 481-484, 1983. Il s'agit d'une étude paramétrique portant sur une plaque fertile interne dont la hauteur et le rayon varient. On cherche à avoir un faible effet de vidange, tout en conservant le couplage de deux zones axiales fissiles. Les conclusions tirées dans cet article sont partielles car l'étude paramétrique est limitée : la géométrie de coeur étudiée est fixée à 1m, ce qui est différent de la présente invention. De plus, la conception proposée ne comporte aucun « creuset », c'est-à-dire aucune différence de hauteur entre la partie interne et la partie externe du coeur, contrairement à ce qui est proposé dans la présente invention. Enfin, la présence d'une zone de « gas plenum », à la partie supérieure des aiguilles dans le plenum, suggère une conception de plenum, avec une quantité d'acier importante. Cette conception est différente de celle qui est utilisée dans la présente invention. On se reportera en outre à l'article suivant . T. Yokoyama et al., « A study on reactivity insertion controlled LMR cores with metallic fuel », Progress in Nuclear Energy, vol. 47, pp. 251-259, 2005. Il s'agit d'une étude portant sur un coeur à combustible métallique. La forme de creuset y est utilisée sans plaque fertile interne, et l'effet de vidange reste important. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention propose une nouvelle conception du coeur d'un réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, permettant de réduire de façon très importante l'effet de vidange, voire de rendre ce dernier négatif. Les effets des anciennes conceptions, comme celles de EFR (European Fast Reactor) ou SUPERPHENIX, conduisaient à des effets de vidange de l'ordre de 5 à 7 $. La présente invention permet d'obtenir un effet de vidange nul, voire de rendre cet effet négatif. Pour ce faire, l'invention combine plusieurs caractéristiques ; et cette combinaison a des effets physiques sur la redistribution axiale du flux neutronique, effets qui amplifient les gains. L'invention met en oeuvre une zone fertile intermédiaire, par exemple en uranium naturel, appauvri ou issu du retraitement, qui est comprise entre deux zones fissiles et dont le plan médian est placé sous le plan médian de l'ensemble des trois zones. Cette zone fertile intermédiaire peut ne concerner que la partie centrale du coeur ou l'ensemble de celui-ci. Et la hauteur de matériau fertile est comprise entre 25% à 40% de la hauteur totale (matériau fissile plus matériau fertile). En outre, l'invention met en oeuvre un plénum contenant le caloporteur, par exemple un plénum sodium dans le cas d'un réacteur refroidi par le sodium 5 6 liquide. Au-dessus du plénum se trouve un matériau neutrophage (en anglais, neutron absorbing). De plus, le coeur, objet de l'invention, peut éventuellement comporter une partie externe et une partie interne dont la hauteur peut être inférieure à celle de la partie externe, ce qui lui confère une forme de creuset. L'invention permet une réduction de l'effet de vidange d'un réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, par exemple le sodium, y compris pour un réacteur de forte puissance unitaire. Ceci améliore la sûreté du réacteur, et est susceptible de diminuer le nombre des systèmes actifs qui sont associés au réacteur, pour garantir la sûreté de son fonctionnement, et donc de réduire le coût du réacteur. En outre, la présence de la zone intermédiaire en matériau fertile conduit à une amélioration du comportement des pastilles de combustible (en anglais, fuel pellets) vis-à-vis de la gaine (en anglais, cladding), et réciproquement, dans les assemblages combustibles que comporte le coeur, lors du fonctionnement nominal de ce dernier. En effet, cette zone intermédiaire est susceptible de limiter la corrosion à l'interface axiale fissile/fertile, et également de diminuer le facteur de forme axial. Et la conception proposée dans l'invention autorise une teneur unique en matière fissile dans les assemblages de combustible, alors que les conceptions connues nécessitent deux à trois teneurs différentes. 7 Cela permet de simplifier le processus de fabrication de la matière fissile. De plus, l'invention s'applique à tout coeur de réacteur à neutrons rapides, quels que soient - le type de combustible (uranium, plutonium ou autre), - le type de matrice-support (matrice d'oxyde, matrice métallique, matrice de carbure, matrice inerte, ou autre), - la géométrie des assemblages de combustible, et - le type de métal liquide de refroidissement (sodium, plomb, ou autre). De façon précise, la présente invention 15 concerne un coeur de réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend, en allant de haut en bas du coeur : - une zone absorbante supérieure, faite d'un matériau neutrophage, - une zone de plénum de métal liquide, - une zone supérieure de matériau fissile, - une zone intermédiaire de matériau fertile, et - une zone inférieure de matériau fissile, dans lequel le plan médian horizontal de la zone intermédiaire de matériau fertile est au dessous du plan médian horizontal de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile, la zone intermédiaire de matériau fertile et la zone inférieure 30 de matériau fissile, et dans lequel le rapport R de la hauteur de la zone intermédiaire de matériau fertile à 10 20 25 8 la hauteur de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile, la zone intermédiaire de matériau fertile et la zone inférieure de matériau fissile est dans l'intervalle allant de 0,25 à 0,40 (les hauteurs étant comptées verticalement).De préférence, le rapport R est dans l'intervalle allant de 0,25 à 0,35. Avantageusement, le coeur de réacteur à neutrons rapides, objet de l'invention, comprend en outre une zone inférieure de matériau fertile, située sous la zone inférieure de matériau fissile. Cette zone inférieure de matériau fertile permet de respecter les critères de régénération du coeur, c'est-à-dire d'avoir une production de matière fissile égale à la consommation de matière fissile (isogénération). Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le coeur comprend, radialement, une zone interne, de hauteur HZ1 (hauteur de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile, la zone intermédiaire de matériau fertile et la zone inférieure de matériau fissile), et une zone externe, de hauteur HZ2 (hauteur de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile, la zone intermédiaire de matériau fertile et la zone inférieure de matériau fissile) ; et la zone intermédiaire de matériau fertile s'étend radialement au moins dans la zone interne, tandis que la zone de plénum de métal liquide et la zone inférieure de matériau fertile s'étendent radialement dans la zone interne et la zone externe. De préférence, le rapport HZ1/HZ2 est dans l'intervalle allant de 0,6 à 1. 9 De préférence, le rapport HFI>/HZ1 est dans l'intervalle allant de 0,3 à 0,5, où HFI> représente la hauteur de la zone supérieure de matériau fissile de la zone interne (radialement). Selon un mode de réalisation particulier du coeur, objet de l'invention, la zone interne du coeur forme un volume qui est délimité par un premier cylindre à base polygonale dont la génératrice est verticale, et la zone externe du coeur forme un autre volume qui est délimité, intérieurement, par ce premier cylindre et, extérieurement, par un deuxième cylindre à base polygonale dont la génératrice est parallèle à celle du premier cylindre. De préférence, le rapport RZ1/RC est supérieur ou égal à 0,75, où RZ1 représente le rayon moyen de la zone interne et RC le rayon externe moyen de la zone externe. Le rayon moyen de la zone interne est le rayon du disque dont l'aire est égale à celle qui est délimitée par la base (également appelée directrice) du premier cylindre. Le rayon externe moyen de la zone externe est le rayon du disque dont l'aire est égale à celle qui est délimitée par la base du deuxième cylindre. De préférence, la hauteur de la zone de plénum de métal liquide dans la zone interne est au moins égale à 20 cm. De préférence, la hauteur de la zone de plénum de métal liquide dans la zone externe est au moins égale à 20 cm. 10 Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la zone intermédiaire de matériau fertile s'étend en outre dans la zone externe. Dans l'invention, la hauteur HZ2 peut être égale à la hauteur HZ1. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe radiale schématique et partielle d'un mode de réalisation particulier du coeur de réacteur à neutrons rapides, objet de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe radiale schématique et partielle d'un coeur de réacteur à neutrons rapides connu, et - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe radiale schématiques et partielles d'autres modes de réalisation particuliers du coeur de réacteur à neutrons rapides, objet de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La figure 1 est une vue en coupe radiale schématique et partielle d'un exemple du coeur de réacteur à neutrons rapides, objet de l'invention. Le coeur 2 de la figure 1 est refroidi par un métal liquide qui est le sodium dans l'exemple. 11 Le coeur 2 forme un volume qui est délimité par un cylindre à base polygonale, ou cylindre externe, dont la génératrice est verticale et dont le rayon moyen est noté RC. Pour la modélisation du coeur 2, on peut utiliser une géométrie simplifiée de type cylindrique, à base circulaire. Mais ce coeur est en fait constitué de couronnes, ou volumes, délimitées par des cylindres à bases polygonales avec, au centre du coeur, une partie cylindrique à base polygonale. Les hauteurs dont il sera question par la suite sont comptées suivant un axe vertical z qui est parallèle à la génératrice mentionnée ci-dessus ; et les rayons, notamment le rayon RC, sont comptés suivant un axe horizontal r (qui est perpendiculaire à l'axe z). Le coeur 2 comprend une zone interne 4, de hauteur HZ1, et une zone externe 6, de hauteur HZ2. La zone interne 4 forme un volume délimité par un cylindre à base polygonale, ou cylindre interne, dont la génératrice est parallèle à la génératrice mentionnée ci-dessus et dont le rayon moyen est noté RZ1. Et la zone externe 6 forme un autre volume, ou couronne, qui est délimité par les cylindres interne et externe, dont la génératrice est parallèle à la génératrice mentionnée ci-dessus et dont le rayon interne moyen et le rayon externe moyen valent respectivement RZ1 et RC.30 12 On précise que les bases (également appelées directrices) polygonales, que l'on a mentionnées ci-dessus, peuvent être des polygones, par exemple des hexagones. Ces polygones, en particulier ces hexagones, peuvent être réguliers mais pas nécessairement. Dans l'exemple de la figure 1, la base de chacun des cylindres considérés forme un hexagone régulier et l'on peut alors parler de l'axe commun à ces cylindres, à savoir l'axe z sur la figure 1. Conformément à l'invention, le coeur 2 comprend, en allant de haut en bas du coeur : - une zone absorbante supérieure 8, faite d'un matériau neutrophage, - une zone de plénum de sodium 10, - une zone supérieure de matériau fissile - une zone intermédiaire de matériau - une zone inférieure de matériau fissile - une zone inférieure de matériau fertile optionnelle. De plus, le plan médian horizontal P1 de la 25 zone intermédiaire de matériau fertile est situé au dessous du plan médian horizontal P2 de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile 12, la zone intermédiaire de matériau fertile 14 et la zone inférieure de matériau fissile 16. 30 Dans l'exemple représenté, la zone supérieure de matériau fissile 12, la zone20 13 intermédiaire de matériau fertile 14 et la zone inférieure de matériau fissile 16 s'étendent uniquement dans la zone interne 4 du coeur 2 ; mais la zone inférieure de matériau fertile 18 et la zone de plénum de sodium 10 s'étendent dans la zone interne 4 et la zone externe 6 ; et la zone externe 6 est faite uniquement de matériau fissile. On peut utiliser des matériaux fissiles différents dans les zones 12, 16 et 6. Mais on peut aussi utiliser le même matériau fissile (par exemple uranium ou oxyde mixte uranium-plutonium) pour ces trois zones, comme le permet l'invention. Et, en tant que matériau fertile, on peut par exemple utiliser l'uranium 238. De plus, le coeur 2 est pourvu - d'une zone inférieure 20, faite d'un matériau réflecteur de neutrons, plus simplement appelé matériau réflecteur, sous la zone inférieure de matériau fertile 18, et - d'une zone périphérique 22, également faite d'un matériau réflecteur, qui entoure le coeur 2 et se raccorde à la zone 8 en matériau neutrophage et à la zone 20 en matériau réflecteur, comme on le voit. A titre d'exemple, la zone 8 est faite pour partie de carbure de bore constituant le matériau neutrophage, la zone 20 est faite de blocs d'acier, traversés par du sodium, et la zone 22 est faite d'assemblages en acier. 14 Sur la figure 1, on a seulement représenté les éléments du coeur 2 qui permettent la compréhension de l'invention. Par exemple, les emplacements des barres de contrôle du réacteur ne sont pas représentés. De plus, comme on le sait, le coeur 2 résulte d'un ensemble d'éléments combustibles verticaux, à savoir les aiguilles de combustible (en anglais, fuel pins), qui ne sont pas représentés sur la figure 1. La nature d'une aiguille dépend de l'emplacement de celle-ci et donc de la coordonnée r. De plus, chaque aiguille comporte un empilement (vertical) d'éléments dans une gaine, et la nature d'un élément dépend de sa position, comptée suivant l'axe z. Parmi ces éléments, on trouve des pastilles ; et, suivant sa position (comptée suivant l'axe Z), une pastille peut être faite d'un matériau fissile ou d'un matériau fertile. Seule la géométrie globale du coeur 2 est représentée sur la figure 1. Les zones de matériau fissile ou de matériau fertile dont il a été question plus haut résultent précisément des assemblages de pastilles que l'on a utilisés. Les conditions suivantes sont respectées dans le coeur 2, quelle que soit la puissance de ce dernier . - le rapport R de la hauteur HFE* de la zone intermédiaire de matériau fertile 14 à la hauteur HFI> + HFE* + HFI , la 15 zone intermédiaire de matériau fertile 14 et la zone inférieure de matériau fissile 16, de hauteur HFI /HZ1 est dans l'intervalle allant de 0,3 à 0,5 (ainsi impose-t-on une condition sur la position de la plaque fertile interne au sein de la zone interne) - le rapport RZ1/RC est supérieur ou égal à 0,75 (ainsi le rayon de la zone interne dépend-il du rayon total du coeur) ; - la hauteur de la zone de plénum de sodium 10 dans la zone interne 4 est supérieure à 20 cm ; et la hauteur de la zone de plénum de sodium dans la zone externe 6 est aussi supérieure à 20 cm (ainsi impose-t-on des conditions sur la hauteur minimale de plénum au-dessus de la zone fissile). Le coeur 2 est optimisé pour permettre un pilotage du réacteur satisfaisant. En effet, l'ajout d'une plaque fertile interne (zone 14) tend à découpler les deux zones axiales de combustible (zones 12 et 16) lorsque son épaisseur devient trop importante. Il a été vérifié que, dans les marges de conception proposées, la courbe d'efficacité des barres 16 de contrôle était compatible avec le pilotage du coeur. Les publications antérieures étudient ce point de conception de manière simplifiée. L'intérêt du coeur, objet de l'invention, en particulier du coeur 2, repose avant tout sur un effet amplificateur, résultant de l'association de caractéristiques individuelles qui réduisent l'effet de vidange, caractéristiques qui avaient été présentées de manière isolée dans l'art antérieur. Le coeur, objet de l'invention, en particulier le coeur 2, les réunit dans un agencement bien précis. Cela permet de corréler leurs avantages respectifs de façon conséquente et amplifiée. L'effet obtenu (le gain sur l'effet de vidange) est près de deux fois supérieur à l'effet escompté en sommant les différents effets pris individuellement. En particulier, la géométrie de type « creuset » répond bien aux objectifs visés, à savoir la réduction de l'effet de vidange, la possibilité de piloter le coeur et l'optimisation du diamètre du coeur. Les gains obtenus ont été évalués pour la situation la plus pénalisante (fin de cycle). En plus du gain direct sur l'effet de vidange, à savoir un passage de 5$ à -0,5$, d'autres gains ont été mis en évidence : - des gains lors de transitoires accidentels : • gains sur les températures du sodium lors d'accidents de perte de débit primaire, • gains sur les températures d'étouffement du coeur, et 17 • marges sur les temps avant la perte de l'intégrité des structures, lors des transitoires de type perte de source froide (ULOHS pour Unprotected Loss of Heat Sink, ULOSSP pour Unprotected Loss of Station Service Power), - des gains sur le comportement du combustible, dus à un historique de puissance linéique maximale décroissant, - des gains potentiels en ce qui concerne la corrosion des gaines des aiguilles, et - la possibilité d'avoir une seule teneur en matière fissile pour l'ensemble du coeur, ce qui peut compenser la légère complexification du processus de fabrication, lié à la présence de la plaque fertile interne (zone 14). Enfin, on peut noter qu'un coeur conforme à l'invention s'inscrit dans les critères que l'on vise pour la quatrième génération de réacteurs. Afin de confirmer les résultats mentionnés ci-dessus, plusieurs études ont été menées : - Plusieurs calculs du coeur et de l'effet de vidange ont été menés de façon indépendante, avec le code de calcul ERANOS qui utilise des schémas de calcul différents, et ont confirmé les résultats (vérification croisée). - Des calculs ont été réalisés afin de s'assurer que les effets géométriques étaient bien prédits par ERANOS, qui est un code déterministe : les écarts absolus sur l'effet de vidange sont de l'ordre de 0,3$ et ne remettent pas en cause l'invention. 18 - En outre, plusieurs expériences intégrales avaient été réalisées, par le passé, sur les différentes caractéristiques individuelles, utilisables dans un coeur conforme à l'invention. Deux de ces expériences portaient sur les coeurs hétérogènes axiaux (composition des aiguilles différentes selon l'axe z) alors qu'une autre expérience étudiait l'effet de vidange dans des assemblages comportant un plénum. Et une expérience d'irradiation a montré que la plaque fertile interne (zone 14) limitait la corrosion des gaines, ce qui permet d'augmenter le taux de combustion. L'optimisation géométrique des différents rapports de hauteurs et de rayons, mentionnés plus haut, permet de maximiser le niveau et le gradient de flux à l'interface du milieu fissile supérieur, de la zone interne et du plénum. Grâce à cet agencement, le niveau du flux en cet interface est amplifié d'environ 30% par rapport à un coeur homogène de même puissance. Les fuites, dans le cas d'une situation de vidange, sont donc augmentées de façon très conséquente. Les fuites axiales vers le plénum, et donc l'effet de vidange, sont directement dépendants de l'épaisseur de la plaque fertile, de sa position axiale, de sa longueur radiale, ainsi que de la hauteur du creuset. Afin de quantifier les gains, on a réalisé une comparaison entre un coeur de 2400 MWth, de 19 configuration standard (coeur homogène), et un coeur de même puissance, conforme à l'invention. Le coeur homogène 24, de configuration standard, est schématiquement et partiellement représenté sur la figure 2. Il présente une symétrie cylindrique autour de l'axe z. Il comporte des zones fissiles interne 26 et externe 28 entre deux zones fertiles 30 et 32. La zone 26 et la zone 28 sont faites de matériaux fissiles différents l'un de l'autre. En outre, comme on le voit, une zone 33 en matériau neutrophage est prévue au-dessus de la zone 30, une zone 34 en matériau réflecteur est prévue en dessous de la zone 32, et l'ensemble du coeur est entouré d'un matériau réflecteur 35. Une modélisation en trois dimensions a été effectuée ; dans celle-ci, chaque assemblage était fondé sur un réseau d'aiguilles hexagonal. Le caloporteur était du sodium, et le combustible utilisé de l'oxyde de plutonium et d'uranium (dans des aiguilles pourvues d'une gaine métallique). Le code de calcul utilisé était ERANOS, code de référence actuel pour les réacteurs rapides refroidis au sodium. Le tableau ci-dessous présente les valeurs de vidange pour les deux coeurs ; il utilise les paramètres suivants . zone neutrophage 8 en B4C de 70 cm d'épaisseur ; HFI> = 32,5 cm ; HFE* = 25 cm ; HFI Coeur homogène Coeur de l'invention Puissance Puissance thermique (MWth) 2400 2400 Puissance électrique (Mwe) 1000 1000 Vidange Effet de vidange ($) 4,73 -0,60 Le gain sur cette configuration est supérieur à 5 $ et entraîne, pour le coeur de l'invention, un effet de vidange global négatif, tout à fait conforme aux résultats escomptés. L'ensemble des vérifications pour ce cas précis ont été réalisées par des calculs de neutronique, des calculs de transitoires et des calculs de thermique pour le combustible. Ces calculs ont permis de vérifier le bon comportement du coeur et d'en évaluer les gains potentiels. La figure 3 est une vue schématique et partielle d'un autre mode de réalisation particulier de l'invention. Comme on le voit, l'exemple de la figure 3 diffère simplement de celui de la figure 1 par le fait que, dans le coeur de la figure 3, la zone intermédiaire de matériau fertile 14 s'étend aussi dans la zone externe 6 du coeur 2 et donc à travers un matériau fissile. La figure 4 est une vue schématique et partielle d'un autre mode de réalisation particulier de l'invention. Comme on le voit, l'exemple de la figure 4 diffère simplement de celui de la figure 3 par le fait que, dans le coeur de la figure 4, HZ1 et HZ2 sont égaux de sorte que HP1 et HP2 le sont également. Selon un autre mode de réalisation particulier non représenté, HZ1 et HZ2 sont égaux mais la zone intermédiaire de matériau fertile ne s'étend que dans la zone interne 4 du coeur 2.10 REVENDICATIONS1. Coeur (2) de réacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend, en allant de haut en bas du coeur (2) : une zone absorbante supérieure (8), faite d'un matériau neutrophage, une zone de plénum de métal liquide (10), une zone supérieure de matériau fissile (12), - une zone intermédiaire de matériau fertile (14), et - une zone inférieure de matériau fissile (16), dans lequel le plan médian horizontal (P1) de la zone intermédiaire de matériau fertile (14) est situé au dessous du plan médian horizontal (P2) de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile (12), la zone intermédiaire de matériau fertile (14) et la zone inférieure de matériau fissile (16), et dans lequel le rapport R de la hauteur de la zone intermédiaire de matériau fertile (14) à la hauteur de l'ensemble formé par la zone supérieure de matériau fissile (12), la zone intermédiaire de matériau fertile (14) et la zone inférieure de matériau fissile (16) est dans l'intervalle allant de 0,25 à 0,40. 2. Coeur selon la revendication 1, dans lequel le rapport R est dans l'intervalle allant de 0,25 à 0,35. 23 3. Coeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, comprenant en outre une zone inférieure de matériau fertile (18), située sous la zone inférieure de matériau fissile (16). 4. Coeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant, radialement, une zone interne (4), de hauteur HZ1, et une zone externe (6), de hauteur HZ2, dans lequel la zone intermédiaire de matériau fertile (14) s'étend radialement au moins dans la zone interne (4) tandis que la zone de plénum de métal liquide (10) et la zone inférieure de matériau fertile (18) s'étendent radialement dans la zone interne (4) et la zone externe (6). 5. Coeur selon la revendication 4, dans lequel le rapport HZ1/HZ2 est dans l'intervalle allant de 0,6 à 1. 6. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel le rapport HFI>/HZ1 est dans l'intervalle allant de 0,3 à 0,5, où HFI> représente la hauteur de la zone supérieure de matériau fissile (12) de la zone interne. 7. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la zone interne (4) du coeur (2) forme un volume qui est délimité par un premier cylindre à base polygonale dont la génératrice est verticale, et la zone externe (6) du coeur (2) forme un autre volume qui est délimité, intérieurement, par 24 ce premier cylindre et, extérieurement, par un deuxième cylindre à base polygonale dont la génératrice est parallèle à celle du premier cylindre. 8. Coeur selon la revendication 7, dans lequel le rapport RZ1/RC est supérieur ou égal à 0, 75, où RZ1 représente le rayon moyen de la zone interne (4) et RC le rayon externe moyen de la zone externe (6). 9. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel la hauteur de la zone de plénum de métal liquide (10) dans la zone interne (4) est au moins égale à 20 cm. 10. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel la hauteur de la zone de plénum de métal liquide (10) dans la zone externe (6) est au moins égale à 20 cm. 20 11. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel la zone intermédiaire de matériau fertile (14) s'étend en outre dans la zone externe (6). 25 12. Coeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel HZ2 est égal à HZ1. 15