FR2897210A1 - Lead-bismuth type nuclear powered submarine for e.g. producing electricity, has noncryogenic cyclotron controlling energy amplifier, and electricity production system producing electricity for supplying to electric network exterior to ship - Google Patents

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Abstract

The submarine (1) has a noncryogenic cyclotron (20) controlling an energy amplifier (10). An electricity production system produces electricity from the energy produced by the cyclotron for supplying to an electric network exterior to a ship and to pollution controlled water or sea-water desalination units. The submarine sails between an electricity production zone and a maintenance zone for maintaining the energy amplifier. Independent claims are also included for the following: (1) a method for producing electricity (2) a method for manufacturing a ship (3) a method for producing desalinated water and pollution controlled sea water.

Description

La présente invention concerne la production d'électricité et/ou d'eauThe present invention relates to the production of electricity and / or water

dessalée et/ou dépolluée et vise notamment à contribuer à l'élimination des déchets nucléaires. Actuellement, la production d'électricité dépend principalement de centrales nucléaires conventionnelles, thermiques ou hydrauliques, connectées à un réseau de transport d'électricité. Les centrales thermiques rejettent d'importantes quantités de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et contribuent à l'effet de serre. Les centrales hydrauliques nécessitent la construction d'infrastructures très coûteuses et leur implantation ne peut se faire que dans des zones géographiques limitées.  desalinated and / or depolluted and aims in particular to contribute to the elimination of nuclear waste. Currently, electricity generation is mainly dependent on conventional nuclear power plants, thermal or hydraulic, connected to an electricity transmission network. Thermal power plants release large amounts of carbon dioxide into the atmosphere and contribute to the greenhouse effect. Hydraulic power plants require the construction of very expensive infrastructures and their implementation can only be done in limited geographic areas.

Les centrales nucléaires conventionnelles présentent l'inconvénient de produire des déchets nucléaires à durée de vie importante. En outre, en cas de forte chaleur, la baisse d'efficacité des tours de refroidissement peut entraîner une diminution de la production. Par ailleurs, le réseau de transport d'électricité est de par son étendue 15 vulnérable à des attaques terroristes. Il existe par conséquent un besoin pour bénéficier d'installations capables de produire localement de l'électricité avec une puissance relativement importante, par exemple de l'ordre de la centaine de MW ou plus, afin d'alimenter des villes ou des pôles industriels. 20 Par ailleurs, il existe également un besoin pour éliminer les risques nucléaires que constituent les sous-marins atomiques existants, même après neutralisation des armes qu'ils transportent, du fait qu'ils comportent un ou deux réacteurs nucléaires fonctionnant en mode critique. L'invention vise à répondre à l'un au moins de ces besoins. 25 Elle y parvient, selon l'un de ses aspects, grâce à un système naval, notamment un sous-marin, comportant : un accélérateur de particules, un amplificateur d'énergie piloté par l'accélérateur de particules, et - un système de production d'électricité à partir de l'énergie produite par 30 l'amplificateur, notamment en vue d'alimenter un réseau électrique extérieur au navire et/ou une unité de dépollution ou de dessalement d'eau.  Conventional nuclear power plants have the disadvantage of producing long-lived nuclear waste. In addition, in case of high heat, the reduction in efficiency of the cooling towers can lead to a decrease in production. In addition, the electricity transmission network is vulnerable to terrorist attacks. There is therefore a need to benefit from facilities capable of producing electricity locally with relatively high power, for example of the order of one hundred MW or more, in order to supply cities or industrial centers. On the other hand, there is also a need to eliminate the nuclear risks posed by existing atomic submarines, even after neutralization of the weapons they carry, because they have one or two nuclear reactors operating in critical mode. The invention aims to meet at least one of these needs. It achieves this, according to one of its aspects, thanks to a naval system, notably a submarine, comprising: a particle accelerator, a particle accelerator driven energy amplifier, and production of electricity from the energy produced by the amplifier, in particular with a view to supplying an electrical network outside the ship and / or a unit for the depollution or desalination of water.

Par amplificateur d'énergie piloté par accélérateur de particules , en anglais Accelerator Driven System ou ADS, on désigne tout système à amplificateur d'énergie capable de produire de l'énergie thermique par une réaction liée au faisceau de particules, notamment de protons, produit par l'accélérateur.  By accelerator driven energy accelerator, or ADS, is meant any system with an energy amplifier capable of producing thermal energy by a reaction related to the particle beam, in particular protons, product by the accelerator.

Il est possible grâce à l'invention de produire de l'électricité d'une manière fiable et mobile, notamment à proximité de toute zone côtière. L'invention offre en outre l'avantage de permettre de réhabiliter d'anciens sous-marins atomiques militaires. L'amplificateur d'énergie, encore appelé spallateur protonique fonctionne 10 avec des neutrons rapides produits par spallation. La cible de spallation utilisée est avantageusement du plomb liquide, plutôt qu'un eutectique plomb bismuth. L'accélérateur peut comporter un cyclotron. Avantageusement, l'accélérateur est non cryogénique, ce qui en accroît la fiabilité et réduit le coût d'utilisation et de maintenance. 15 Le faisceau de particules accélérées envoyé dans l'amplificateur d'énergie peut comporter des protons qui peuvent être produits par exemple par épluchage d'ions H2+. Le cyclotron peut ainsi être alimenté par une source d'ions H2+, ce qui permet de délivrer un courant d'intensité double par rapport à un faisceau d'ions H-. Le système naval peut avantageusement comporter une unité de dessalement 20 d'eau de mer ou de dépollution, cette unité de dessalement pouvant être alimentée en électricité au moins partiellement grâce à celle produite à bord du système naval. L'unité de dessalement peut notamment être disposée dans l'espace d'un navire libéré par l'enlèvement de son armement. Le système naval peut également avantageusement comporter une unité de 25 production des ions H2+ à partir de l'eau douce ainsi produite. L'unité de dessalement peut être à osmose inverse. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de production d'électricité dans lequel on utilise un système naval, notamment un sous-marin, tel que défini plus haut. 30 Ce système naval peut être amené à naviguer entre au moins une zone de production d'électricité et au moins une zone de maintenance, où peut notamment s'effectuer le rechargement en combustible. La navigation peut s'effectuer au moins partiellement en plongée dans le cas où le système naval est un sous-marin, ce qui diminue sa vulnérabilité. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un navire tel que défini plus haut, caractérisé par le fait que l'on transforme un sous-marin atomique 5 existant. Le sous-marin qui est transformé est par exemple un sous-marin à propulsion nucléaire de type plomb bismuth. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de production d'eau dessalée et/ou dépolluée à partir d'eau de mer, dans lequel on utilise un navire tel que défini plus haut. 10 L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue schématique représentant une installation de production d'électricité réalisée conformément à l'invention, 15 - la figure 2 représente de manière schématique de côté le sous-marin de la figure 1 avec arrachement montrant l'amplificateur d'énergie et l'accélérateur associé, la figure 3 est un schéma en blocs de la chaîne de production d'électricité, et - la figure 4 représente de manière schématique, en coupe axiale, un exemple d'amplificateur d'énergie piloté par l'accélérateur de particules. 20 On a représenté à la figure 1 une installation de production d'électricité comportant un sous-marin 1 agencé pour produire de l'électricité, réalisé conformément à l'invention, relié par une ligne électrique 2 à un poste de transformation 3 alimentant un réseau électrique 5, ce réseau ayant été représenté très schématiquement et comportant par exemple une ou plusieurs lignes aériennes ou enterrées. 25 Le sous-marin 1 comporte un système de propulsion qui n'a pas été représenté sur la figure 2 dans un souci de simplification du dessin, et une chaîne de production d'électricité qui comporte entre autres un amplificateur d'énergie 10 et un accélérateur de particules 20 pour envoyer dans l'amplificateur d'énergie 10 le faisceau de particules accélérées nécessaire à la production de neutrons rapides par spallation. 30 L'amplificateur d'énergie 10 est par exemple réalisé confonnément au brevet européen EP 0 725 967.  It is possible thanks to the invention to produce electricity in a reliable and mobile manner, particularly near any coastal zone. The invention also offers the advantage of enabling the rehabilitation of former military atomic submarines. The energy amplifier, also called proton spaller, operates with fast neutrons produced by spallation. The spallation target used is advantageously liquid lead, rather than a eutectic lead bismuth. The accelerator may include a cyclotron. Advantageously, the accelerator is non-cryogenic, which increases its reliability and reduces the cost of use and maintenance. The accelerated particle beam sent into the energy amplifier may comprise protons which may be produced for example by peeling off H2 + ions. The cyclotron can thus be powered by a source of H2 + ions, which makes it possible to deliver a current of double intensity with respect to an H- ion beam. The naval system may advantageously comprise a seawater desalination unit or depollution unit, this desalination unit being able to be supplied with electricity at least partially thanks to that produced on board the naval system. The desalination unit can in particular be arranged in the space of a ship released by the removal of its armament. The naval system may also advantageously include a unit for producing H2 + ions from the fresh water thus produced. The desalination unit may be reverse osmosis. Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a method of producing electricity in which a naval system is used, in particular a submarine, as defined above. This naval system can be brought to navigate between at least one power generation zone and at least one maintenance zone, where the fuel can be reloaded in particular. The navigation can be performed at least partially underwater in the case where the naval system is a submarine, which reduces its vulnerability. The invention also relates to a method of manufacturing a ship as defined above, characterized in that it transforms an existing atomic submarine 5. The submarine that is transformed is for example a nuclear submarine type lead bismuth. The invention further relates, in another aspect, to a process for producing desalinated and / or depolluted water from seawater, in which a vessel as defined above is used. The invention will be better understood on reading the following detailed description of an example of non-limiting implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which: FIG. 1 1 is a diagrammatic view of an electricity generating facility constructed in accordance with the invention; FIG. 2 is a diagrammatic side view of the submarine of FIG. 1 broken away showing the power amplifier and FIG. FIG. 3 is a block diagram of the power generation chain, and FIG. 4 schematically represents, in axial section, an example of an energy amplifier controlled by the particle accelerator. FIG. 1 shows an electricity generating installation comprising a submarine 1 arranged to produce electricity, produced in accordance with the invention, connected by an electric line 2 to a transformer station 3 supplying a power supply. electrical network 5, this network having been shown very schematically and comprising for example one or more overhead lines or buried. The submarine 1 comprises a propulsion system which has not been shown in FIG. 2 for the sake of simplification of the drawing, and a power generation line which comprises, inter alia, an energy amplifier 10 and a power amplifier. particle accelerator 20 for feeding into the energy amplifier 10 the accelerated particle beam necessary for the production of fast neutrons by spallation. The energy amplifier 10 is for example produced in accordance with the European patent EP 0 725 967.

Si l'on se reporte à la figure 4, on peut voir que l'amplificateur d'énergie 10 peut comporter une enceinte extérieure 11 dans laquelle peut circuler un fluide caloporteur, par exemple de l'eau pressurisée, permettant d'entraîner au moins un alternateur non représenté, avec le cas échéant au moins un échangeur intermédiaire.  Referring to FIG. 4, it can be seen that the energy amplifier 10 may comprise an outer enclosure 11 in which a heat transfer fluid, for example pressurized water, can circulate, making it possible to drive at least one an alternator not shown, with, if necessary, at least one intermediate exchanger.

L'amplificateur d'énergie 10 comporte également une enceinte intérieure 12 contenant le coeur 13 et des barres de contrôle 14 qui peuvent être déplacées pour ajuster le paramètre k de multiplication des neutrons et ainsi le gain de l'amplificateur d'énergie 10.  The energy amplifier 10 also comprises an inner chamber 12 containing the core 13 and control rods 14 which can be moved to adjust the neutron multiplication parameter k and thus the gain of the energy amplifier 10.

Le coeur 13 contient par exemple des éléments combustibles en thorium métal disposés à l'intérieur d'enveloppes en alliage de zirconium, de façon conventionnelle. Le combustible pourrait encore contenir des oxydes ou carbures de thorium ou tout autre composé chimiquement stable contenant du thorium.  The core 13 contains, for example, thorium metal fuel elements arranged inside casings of zirconium alloy, in a conventional manner. The fuel could still contain oxides or carbides of thorium or any other chemically stable compound containing thorium.

Le coeur 13 contient également dans l'exemple considéré du plomb liquide qui sert notamment de cible de spallation et permet de produire des neutrons rapides qui transforment la matière fertile, en l'espèce 232Th, en une matière fissile, à savoir 233U.  The core 13 also contains, in the example under consideration, liquid lead which serves in particular as a spallation target and makes it possible to produce fast neutrons which transform the fertile material, in this case 232Th, into a fissile material, namely 233U.

Pour plus de détails concernant l'amplificateur d'énergie 10, on se reportera utilement au brevet européen EP 0 725 967 précité.  For more details on the energy amplifier 10, reference is made to the aforementioned European patent EP 0 725 967.

Le faisceau de protons H+ peut être dirigé vers le coeur 13 de l'amplificateur d'énergie au moyen de lentilles magnétiques non représentées, de manière conventionnelle et d'un injecteur 16.  The proton beam H + can be directed towards the core 13 of the energy amplifier by means of magnetic lenses, not shown, conventionally and of an injector 16.

Avantageusement, on utilise comme accélérateur de particules un cyclotron 20 non cryogénique, notamment un cyclotron tel que décrit par exemple dans la demande internationale WO 03/092340.  Advantageously, a non-cryogenic cyclotron 20 is used as particle accelerator, particularly a cyclotron as described for example in international application WO 03/092340.

Le cyclotron peut notamment comporter au moins un actionneur pour agir sur les particules du faisceau avant leur accélération par le cyclotron, au moins un capteur apte à délivrer une information représentative de la densité du faisceau de particules accélérées par le cyclotron et un dispositif de contrôle programmable apte à agir sur l'actionneur en fonction de l'information délivrée par le capteur et d'une loi de commande programmée de l'intensité du faisceau de particules accélérées dans le temps, de manière à ce que l'intensité du faisceau délivré par le cyclotron respecte la loi de commande programmée.  The cyclotron may in particular comprise at least one actuator for acting on the particles of the beam before their acceleration by the cyclotron, at least one sensor capable of delivering information representative of the particle beam density accelerated by the cyclotron and a programmable control device able to act on the actuator according to the information delivered by the sensor and a programmed control law of the intensity of the particle beam accelerated in time, so that the intensity of the beam delivered by the cyclotron respects the programmed control law.

L'actionneur peut comporter au moins un groupeur, notamment au moins deux groupeurs, et le dispositif de contrôle peut être configuré pour modifier le déphasage entre des tensions appliquées aux deux groupeurs en fonction de l'information délivrée par le capteur. Le cyclotron 20 est par exemple du type isochrone compact, étant de préférence non supraconducteur.  The actuator may comprise at least one grouper, in particular at least two groupers, and the control device may be configured to modify the phase difference between voltages applied to the two groupers as a function of the information delivered by the sensor. The cyclotron 20 is for example of the compact isochronous type, preferably being non-superconducting.

Le cyclotron peut le cas échéant être un double cyclotron, tel que décrit dans la demande internationale WO 03/092339. Si l'on se reporte à la figure 3, on voit que la chaîne de production d'électricité à bord du sous-marin 1 peut comporter en amont une unité 31 de dessalement d'eau de mer, puis une unité 32 de production des ions H2+ à partir d'eau déminéralisée.  The cyclotron may optionally be a double cyclotron, as described in international application WO 03/092339. Referring to FIG. 3, it can be seen that the power production line on board the submarine 1 may comprise upstream a sea water desalination unit 31, and then a production unit 32 for H2 + ions from demineralized water.

L'unité 31 de dessalement est avantageusement installée dans le sous-marin à l'emplacement de l'armement enlevé, dans le cas de la réhabilitation d'un sous-marin atomique. L'unité 31 peut produire de l'eau potable dans le cadre d'un système ouvert lorsque le sous-marin est à l'arrêt, en plus de l'eau nécessaire à la production des protons destinés à alimenter l'amplificateur d'énergie. Les ions H2+ accélérés par le cyclotron 20 sont transformés de façon conventionnelle en ions H+ par épluchage électronique, grâce à un éplucheur 33, puis envoyés dans l'amplificateur d'énergie 10, où ils peliiiettent la production de neutrons rapides et la transformation de matière fertile en matière fissile, comme expliqué plus haut.  The desalination unit 31 is advantageously installed in the submarine at the location of the removed armament, in the case of the rehabilitation of an atomic submarine. The unit 31 can produce drinking water as part of an open system when the submarine is stopped, in addition to the water needed to produce the protons for powering the amplifier. energy. The H2 + ions accelerated by the cyclotron 20 are conventionally transformed into H + ions by electronic peeling, by means of a peeler 33, and then sent to the energy amplifier 10, where they allow rapid neutron generation and material transformation. fertile in fissile material, as explained above.

L'énergie produite par la réaction de fission dans l'amplificateur d'énergie 10 est transformée en électricité par au moins un alternateur 34, puis l'électricité est évacuée par la ligne 2 vers l'extérieur du sous-marin, à destination des utilisateurs. Avantageusement, le sousmarin 1 est fabriqué à partir d'un sous-marin atomique existant, démilitarisé, en modifiant ou remplaçant le réacteur et en installant les autres éléments de la chaîne de production d'électricité et/ou d'eau douce, en profitant notamment de l'espace rendu disponible par l'enlèvement de l'armement, l'unité de propulsion du sous-marin pouvant être conservée. Pour la maintenance de l'amplificateur d'énergie et notamment le chargement et le déchargement d'amplificateurs d'énergie en combustible, le sous-marin peut naviguer entre la zone de production d'électricité et la zone de maintenance, ce voyage pouvant s'effectuer au moins partiellement en plongée, ce qui peut accroître la sécurité notamment en rendant le navire invulnérable à des attaques terroristes, et peut par ailleurs permettre une meilleure stabilité qu'en surface, ce qui peut améliorer le fonctionnement du cyclotron. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être donné.  The energy produced by the fission reaction in the energy amplifier 10 is converted into electricity by at least one alternator 34, then the electricity is discharged via line 2 to the outside of the submarine, to the users. Advantageously, the submarine 1 is manufactured from an existing atomic submarine, demilitarized, by modifying or replacing the reactor and by installing the other elements of the electricity and / or freshwater production chain, taking advantage of in particular the space made available by the removal of the armament, the propulsion unit of the submarine can be preserved. For the maintenance of the energy amplifier and in particular the loading and unloading of fuel energy amplifiers, the submarine can navigate between the power generation zone and the maintenance zone, this trip being able to at least partially diving, which can increase safety including making the ship invulnerable to terrorist attacks, and may also provide better stability than surface, which can improve the operation of the cyclotron. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been given.

En particulier, le sous-marin peut être construit de toutes pièces en vue de la production d'électricité. Toutefois, l'invention permet avantageusement de valoriser d'anciens sous-marins atomiques, comme expliqué plus haut. Bien que l'on ait décrit une seule chaîne de production d'électricité, le sous-marin peut en comporter le cas échéant plusieurs, en fonction de l'espace disponible.  In particular, the submarine can be built from scratch for the production of electricity. However, the invention advantageously makes it possible to upgrade old atomic submarines, as explained above. Although only one power line has been described, the submarine may have more than one, depending on the space available.

D'autres systèmes pilotés par accélérateur que celui qui a été décrit peuvent être utilisés, de même que d'autres accélérateurs de particules. Toutefois, l'utilisation d'un cyclotron s'avère particulièrement avantageuse, compte tenu de la compacité de ce type d'accélérateur. Le cas échéant, les neutrons produits dans l'amplificateur d'énergie peuvent être utilisés également pour effectuer des réactions de transmutation, comme décrit dans la demande internationale WO 98/59347, afin d'éliminer des déchets trans-uraniques à longue durée de vie. La matière fertile utilisée peut être autre que du thorium 232Th, par exemple de l'uranium 238U.  Other accelerator-controlled systems than the one described may be used, as well as other particle accelerators. However, the use of a cyclotron is particularly advantageous, given the compactness of this type of accelerator. If necessary, the neutrons produced in the energy amplifier can also be used to carry out transmutation reactions, as described in the international application WO 98/59347, in order to eliminate long-lived trans-uranic waste. . The fertile material used may be other than thorium 232Th, for example uranium 238U.

Le sous-marin peut comporter le cas échéant un moteur diesel assurant une production d'électricité en cas de défaillance du système piloté par accélérateur. On ne sort pas du cadre de la présente invention lorsque les particules accélérées sont des particules autres que H2+, par exemple H-ou H3+. Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression 25 comportant un doit être comprise comme étant synonyme de comportant au moins un , sauf si le contraire est spécifié.  The submarine may include, where appropriate, a diesel engine providing power generation in the event of an accelerator-driven system failure. It is not beyond the scope of the present invention when the accelerated particles are particles other than H2 +, for example H- or H3 +. Throughout the description, including the claims, the term having one must be understood to be synonymous with at least one, unless the opposite is specified.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Système naval, notamment sous-marin (1), comportant : - un accélérateur de particules (20), - un amplificateur d'énergie (10) piloté par l'accélérateur de particules, - un système de production d'électricité à partir de l'énergie produite par l'amplificateur, notamment en vue d'alimenter un réseau électrique extérieur au navire 10 et/ou une unité de dépollution ou de dessalement d'eau.  1. Naval system, in particular submarine (1), comprising: - a particle accelerator (20), - an energy amplifier (10) controlled by the particle accelerator, - a power generation system with from the energy produced by the amplifier, in particular to supply an electrical network outside the vessel 10 and / or a water depollution or desalination unit. 2. Système naval selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'accélérateur (20) est non cryogénique.  2. Naval system according to claim 1, characterized in that the accelerator (20) is non-cryogenic. 3. Système naval selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'accélérateur (20) est un cyclotron. 15  3. Naval system according to one of claims 1 and 2, characterized in that the accelerator (20) is a cyclotron. 15 4. Système naval selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'accélérateur est alimenté par une source H2+ et accélère des ions H2+.  4. Naval system according to claim 3, characterized in that the accelerator is fed by an H2 + source and accelerates H2 + ions. 5. Système naval selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte une unité (31) de dessalement d'eau de mer ou de dépollution, cette unité de production étant alimentée en électricité au moins partiellement 20 par celle produite à bord du navire.  5. Naval system according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a unit (31) for desalination of seawater or pollution control, this production unit being supplied with electricity at least partially by 20 that produced on board the ship. 6. Système naval selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'unité (31) est à osmose inverse.  6. Naval system according to claim 5, characterized in that the unit (31) is reverse osmosis. 7. Système naval selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte une unité (32) de production d'ions H2+ à partir de l'eau douce ainsi produite. 25  7. Naval system according to claim 5, characterized in that it comprises a unit (32) for producing H2 + ions from the fresh water thus produced. 25 8. Système naval selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'amplificateur (10) est agencé pour produire des neutrons rapides à partir d'une cible de spallation constituée par du plomb liquide.  8. Naval system according to any one of the preceding claims, characterized in that the amplifier (10) is arranged to produce fast neutrons from a spallation target consisting of liquid lead. 9. Système naval selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur d'énergie (10) est agencé pour utiliser comme matériau fertile du 30 thorium 232Th.  9. Naval system according to claim 1, characterized in that the energy amplifier (10) is arranged to use as fertile material 232Th thorium. 10. Procédé de production d'électricité dans lequel on utilise un système naval (1) tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes.  10. A method of generating electricity in which a naval system (1) as defined in any one of the preceding claims is used. 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le système naval est un sous-marin et par le fait que le sous-marin (1) est amené à naviguer entre au moins une zone de production d'électricité et au moins une zone de maintenance.  11. Method according to the preceding claim, characterized in that the naval system is a submarine and the fact that the submarine (1) is made to navigate between at least one power generation zone and at least a maintenance area. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la navigation s'effectue au moins partiellement en plongée.  12. Method according to the preceding claim, characterized in that the navigation is performed at least partially underwater. 13. Procédé de fabrication d'un navire tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'on transforme un sous-marin atomique existant.  13. A method of manufacturing a ship as defined in any one of claims 1 to 9, characterized in that one transforms an existing atomic submarine. 14. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le 10 sous-marin qui est transformé est un sous-marin à propulsion nucléaire de type plomb bismuth.  14. Method according to the preceding claim, characterized in that the submarine which is converted is a nuclear-powered submarine type lead bismuth. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'au moins une unité (31) de dessalement d'eau de mer est installée dans l'espace libéré par l'enlèvement de l'armement. 15  15. The method of claim 13, characterized in that at least one unit (31) for desalination of seawater is installed in the space released by the removal of the armament. 15 16. Procédé de production d'eau dessalée et/ou dépolluée à partir d'eau de mer dans lequel on utilise un système naval tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9.  16. A process for producing desalinated and / or depolluted water from seawater in which a naval system as defined in any one of claims 1 to 9 is used.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3325371A (en) * 1966-04-01 1967-06-13 Stanton Richard Myles Apparatus and method for breeding nuclear fuel
US3349001A (en) * 1966-07-22 1967-10-24 Stanton Richard Myles Molten metal proton target assembly
DE3246419A1 (en) * 1982-12-15 1984-06-20 Milan 7987 Weingarten Krnac Method for providing power near the coast
EP0461005A1 (en) * 1990-06-08 1991-12-11 ETAT FRANCAIS Représenté par le Délégué Général pour l'Armement Convertible submarine with pressure-resistant hull
WO1998059347A1 (en) * 1997-06-19 1998-12-30 European Organization For Nuclear Research Neutron-driven element transmuter
EP0725967B1 (en) * 1993-10-29 1999-02-17 Carlo Rubbia An energy amplifier for "clean" nuclear energy production driven by a particle beam accelerator
WO2001003142A2 (en) * 1999-04-23 2001-01-11 Adna Corporation Accelerator-driven energy generation from thorium
WO2003092340A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Accelerators For Industrial & Medical Applications. Engineering Promotion Society. Aima. Eps Particle accelerator
WO2003092339A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Accelerators For Industrial & Medical Applications. Engineering Promotion Society. Aima. Eps Particle accelerator

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3325371A (en) * 1966-04-01 1967-06-13 Stanton Richard Myles Apparatus and method for breeding nuclear fuel
US3349001A (en) * 1966-07-22 1967-10-24 Stanton Richard Myles Molten metal proton target assembly
DE3246419A1 (en) * 1982-12-15 1984-06-20 Milan 7987 Weingarten Krnac Method for providing power near the coast
EP0461005A1 (en) * 1990-06-08 1991-12-11 ETAT FRANCAIS Représenté par le Délégué Général pour l'Armement Convertible submarine with pressure-resistant hull
EP0725967B1 (en) * 1993-10-29 1999-02-17 Carlo Rubbia An energy amplifier for "clean" nuclear energy production driven by a particle beam accelerator
WO1998059347A1 (en) * 1997-06-19 1998-12-30 European Organization For Nuclear Research Neutron-driven element transmuter
WO2001003142A2 (en) * 1999-04-23 2001-01-11 Adna Corporation Accelerator-driven energy generation from thorium
WO2003092340A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Accelerators For Industrial & Medical Applications. Engineering Promotion Society. Aima. Eps Particle accelerator
WO2003092339A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Accelerators For Industrial & Medical Applications. Engineering Promotion Society. Aima. Eps Particle accelerator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MANDRILLON P ET AL: "A 3-stage cyclotron complex for driving the Energy Amplifier", PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE, 1995., PROCEEDINGS OF THE 1995 DALLAS, TX, USA 1-5 MAY 1995, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US, vol. 1, 1 May 1995 (1995-05-01), pages 95 - 97, XP010165562, ISBN: 0-7803-2934-1 *

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