Les scientifiques chinois sont enthousiasmés par le début imminent des tests d’un réacteur nucléaire expérimental utilisant le thorium comme combustible. La Chine serait la première nation au monde à avoir la capacité de commercialiser cette technologie.
Le réacteur est inhabituel dans la mesure où des sels fondus y circulent à la place de l'eau. Elle a le potentiel de produire une énergie nucléaire relativement sûre et bon marché. Tout en générant également une quantité bien moindre de déchets radioactifs à très longue période que les réacteurs conventionnels.
La construction du réacteur expérimental au thorium se déroulera à Wuwei, à la périphérie du désert de Gobi : l'achèvement du premier site d'essai devrait avoir lieu d'ici la fin de ce mois, du moins selon le gouvernement de la province du Gansu.
Qu'est-ce que le thorium
Le thorium est un métal argenté faiblement radioactif présent naturellement dans les roches et qui a actuellement peu d’utilisation industrielle. Selon les chercheurs, il s'agit d'un déchet de l'industrie chinoise croissante de l'exploitation minière des terres rares et constitue donc une alternative intéressante à l'uranium importé.
Potentiel énorme
Le thorium est beaucoup plus abondant que l’uranium et ce serait donc une technologie très utile dans les 50 ou 100 prochaines années, lorsque les réserves d’uranium commenceront à s’épuiser. La mise en œuvre de cette technologie prendra des décennies, nous devons donc commencer dès maintenant.
Lyndon Edwards, ingénieur nucléaire à Australian Nuclear Science and Technology.
La Chine célèbre le dixième anniversaire du lancement de son programme de réacteurs à sels fondus. Il a commencé en 2011, investissant environ 3 milliards de yuans (500 millions de dollars américains), selon Katsu Yoshioka, ancien président du Forum international des sels fondus de thorium à Oiso, au Japon, qui a travaillé en étroite collaboration avec des chercheurs chinois.
Exploité par l'Institut de physique appliquée de Shanghai (SINAP), le réacteur de Wuwei est conçu pour produire seulement 2 mégawatts d'énergie thermique, ce qui suffit pour alimenter jusqu'à 1.000 XNUMX foyers. Mais si les expériences réussissent, la Chine espère construire un réacteur de 373 MW d'ici 2030, qui pourrait alimenter des centaines de milliers de foyers.
Une technologie « presque » parfaite
Ces réacteurs au thorium font partie des technologies sur lesquelles la Chine mise pour atteindre son objectif de zéro émission de carbone d'ici 2050. L'isotope naturel thorium-232 il ne peut pas subir de fission, mais lorsqu'il est irradié dans un réacteur, il absorbe les neutrons pour former uranium-233, une matière fissile qui génère de la chaleur.
Le thorium a été testé comme combustible dans d’autres types de réacteurs nucléaires dans des pays comme les États-Unis, l’Allemagne et le Royaume-Uni, et fait partie d’un programme nucléaire en Inde. À ce jour, il ne s’est pas révélé rentable car son extraction est plus coûteuse que l’uranium et, contrairement à certains isotopes naturels de l’uranium, il doit d’abord être converti en matière fissile.
Certains chercheurs soutiennent le thorium comme combustible car, selon eux, ses déchets sont moins susceptibles d'être utilisés comme armes que ceux de l'uranium. D’autres ont fait valoir que des risques existent toujours.
Réacteur à sels fondus alimenté au Thorium : le premier au monde
Les chercheurs les plus expérimentés constatent que le nouveau réacteur chinois au thorium « copie » celui du laboratoire national d'Oak Ridge. Il s'agit du premier réacteur à sels fondus, mis en service en 1969 et aujourd'hui fermé. Peut-être que, connaissant la capacité d'imitation des Chinois, cela ne me surprendrait pas. Il faut cependant reconnaître que le nouveau réacteur s'appuie sur des décennies d'innovation en matière de processus de production, de matériaux et d'instrumentation. Il existe un gouffre, même par rapport à l’énergie nucléaire la plus avancée que nous connaissons aujourd’hui.
Par rapport aux réacteurs à eau ordinaire des centrales nucléaires conventionnelles, les réacteurs à sel fondu fonctionnent à des températures nettement plus élevées. Cela signifie qu'ils pourraient produire de l'électricité beaucoup plus efficacement. Le réacteur chinois au thorium utilisera des sels à base de fluorure, qui se dissolvent dans un liquide incolore et transparent lorsqu'il est chauffé à environ 450 ºC. Le sel agit comme un réfrigérant pour transporter la chaleur du cœur du réacteur. De plus, au lieu de crayons de combustible solide, les réacteurs à sels fondus utilisent également du sel liquide comme substrat pour le combustible, tel que le thorium, à dissoudre directement dans le cœur.
Les réacteurs à sels fondus sont considérés comme relativement sûrs car le combustible est déjà dissous dans un liquide et ils fonctionnent à des pressions inférieures à celles des réacteurs nucléaires conventionnels, ce qui réduit le risque de fusion explosive.
Un banc d'essai très important
Le réacteur chinois sera un banc d’essai pour en apprendre beaucoup sur cette technologie. Il permettra d'étudier un peu tout, depuis l'analyse de la corrosion jusqu'à la caractérisation de la composition du mélange réfrigérant en circulation.
Cela pourrait prendre des mois pour que le réacteur chinois atteigne son plein fonctionnement. Si quelque chose ne va pas, vous devez arrêter et recommencer. Les pompes peuvent tomber en panne, les tuyaux peuvent se corroder. Un gel peut se produire. À peine une catastrophe, les scientifiques sont très optimistes.
Références scientifiques : https://doi.org/10.1038/d41586-021-02459-w
