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Nucléaire v4.0. On y va ou pas?
Posté le 8 juin 2012 dans la catégorie:A la Une.
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Vous pouvez laisser un commentaire ou un trackback depuis votre site	Peut-on imaginer un atome plus sûr et plus durable? C’est en tous cas ce que proposent les partisans du thorium, une matière première nucléaire qui présente l’avantage d’être beaucoup plus abondante que l’uranium consommé dans les centrales actuelles, tout en permettant une meilleur sûreté des réacteurs.
Centrale nucléaire de Gravelines (Nord) © D.Dq
Les différents éléments de la nature affichent des propriétés nucléaires différentes selon le nombre de particules —protons et neutrons— qui forment leur noyau. Ainsi, l’uranium 235 est fissile et peut donc être utilisé directement dans une centrale (voir encadré). A l’inverse, le thorium 232 —tout comme la forme la plus abondante d’uranium, le 238— ne peut être utilisé directement dans un réacteur nucléaire. Comme il n’est pas fissile, il faut le fertiliser à l’aide d’une source de neutrons, qui peuvent provenir d’atomes comme l’uranium 235, ou le plutonium 239 (lire ci-contre). On peut aussi, comme le propose le Prix Nobel de physique Carlo Rubbia, utiliser des neutrons fournis par le faisceau d’un accélérateur de particules, ce qui confère un plus indéniable en terme de sûreté: si on coupe le flux de particules, le réacteur s’arrête tout seul. Cette idée est jugée prometteuse pour incinérer des déchets nucléaires: un petit réacteur de recherche franco-belge piloté par faisceau de neutrons a fonctionné pour la première fois en janvier dernier. Pour produire de l’électricité avec du thorium, en revanche, il faudra de vraies ruptures technologiques. «Un réacteur au thorium piloté par accélérateur améliorerait la sûreté sur certains points, reconnaît Bernard Bigot, administrateur général du Commissariat à l’énergie atomique (CEA), mais il n’empêche pas la fusion de cœur tel qu’on l’a observée à Fukushima. De plus, les accélérateurs consomment beaucoup d’énergie.» Pour Giovanni Bruna, de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), «la filière thorium est pénalisée parce qu’elle repose sur une très faible expérience à l’échelle industrielle». Un handicap qui ne permettrait pas, selon lui, de voir le thorium jouer un rôle majeur avant au moins cinquante ans.
Depuis 2001, une douzaine de pays regroupés dans le Forum Génération IV réfléchissent, à l’initiative de la France et des Etats-Unis, à définir des concepts nouveaux d’utilisation de l’énergie nucléaire. «Les enjeux d’une quatrième génération sont multiples, explique Yves Marignac, de Wise-Paris, un organisme d’études spécialisé dans le nucléaire, qui est opposé à cette source d’énergie. Il s’agit de lutter contre la prolifération, d’améliorer la sûreté en cas d’accident majeur, de rallonger la durée des réserves de matières premières et d’éviter l’accumulation de déchets radioactifs à vie longue.» Outre le thorium, deux autres familles de réacteurs sont envisagées pour cette quatrième génération. La première vise à utiliser de l’uranium 235 dans des réacteurs fonctionnant à très haute température pour en améliorer le rendement. Ce serait le moyen de produire plus d’électricité avec moins d’uranium, et donc de réduire la production de déchets nucléaires. La dernière piste de recherches consiste à utiliser de la matière fissile —du plutonium, par exemple— pour fertiliser l’uranium 238, la forme la plus abondante d’uranium. Une démarche qui suppose que les flux de neutrons soient plus énergétiques —on dit rapides— et donc de remplacer l’eau utilisée aujourd’hui pour freiner les particules et extraire la chaleur par un fluide qui n’altère pas les flux de neutrons, comme le sodium liquide, le plomb ou l’hélium gazeux. C’est la direction prise par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) en France, qui veut profiter du savoir-faire en matière de sodium acquis avec le réacteur Superphénix, fermé en 1997.
Nucléaire, une énergie de fission
Les atomes sont formés d’un noyau (un ensemble de protons et de neutrons) et d’électrons qui gravitent autour. L’énergie nucléaire est récupérée lors de la fission d’un gros noyau —l’uranium 235, qui contient 235 protons et neutrons. Bombardé par un neutron lent, il se casse en éléments plus petits en libérant de la chaleur, et d’autres neutrons, qui vont entretenir une réaction en chaîne. En plaçant le réacteur dans un modérateur, de l’eau dans la plupart des centrales actuelles, on freine les neutrons tout en extrayant la chaleur. On peut également imaginer des réacteurs qui utilisent des noyaux fertiles, à l’instar du thorium 232 ou de l’uranium 238, plus abondants sur la planète. Il faut alors les rendre fissiles en les faisant baigner dans un environnement riche en neutrons rapides: en les mélangeant par exemple à du plutonium 239, ou en les irradiant avec une source extérieure de neutrons.
D.Dq
Pour Bernard Bigot, «vers 2050, si le nucléaire se développe comme certains le projettent, les réserves d’uranium 235 risquent d’être hypothéquées, ce qui rend nécessaire de trouver de nouveaux concepts». Car le minerai d’uranium contient moins de 1% de cette forme fissile d’uranium qui est utilisée dans les centrale nucléaires. Il faut donc enrichir ce min