La Chine s'apprête à activer le premier réacteur nucléaire « propre » au monde

par Ben Turner pour Livescience, le 24 juillet 2021

Des scientifiques chinois ont dévoilé les plans d'un réacteur nucléaire expérimental unique en son genre qui n'a pas besoin d'eau pour le refroidissement. Le prototype de réacteur nucléaire à sels fondus, qui fonctionne au thorium liquide plutôt qu'à l'uranium, devrait être plus sûr que les réacteurs traditionnels car le thorium refroidit et se solidifie rapidement lorsqu'il est exposé à l'air. Cela signifie qu'en cas de fuite, le réacteur nucléaire à sels fondus répandrait beaucoup moins de rayonnement dans l'environnement qu'un réacteur traditionnel.

Le prototype du nouveau réacteur devrait être achevé en août 2021, et les premiers tests commenceront dès septembre. Ce nouveau type de réacteur ne nécessitant pas d'eau pourra fonctionner dans des régions désertiques. L'emplacement du premier réacteur commercial, dont la construction est prévue d'ici 2030, sera dans la ville désertique de Wuwei. Le gouvernement chinois a l'intention d'en construire davantage dans les déserts et les plaines peu peuplées de l'ouest de la Chine. Le désert de Taklamakan, surnommé la « mer de la mort », est le deuxième plus grand désert de sable mouvant au monde et un site potentiel pour les réacteurs sans eau.

En outre, le gouvernement chinois prévoit la construction de 30 nouveaux réacteurs répartis dans les pays traversés et impliqués dans l'initiative chinoise "La Ceinture et la Route", un programme d'investissement mondial qui regroupant 70 pays. En effte, les représentants du gouvernement chinois considèrent que les exportations d'énergie nucléaire sont un élément clé du programme "La Ceinture et la Route".

Wang Shoujun, membre du comité permanent de la Conférence consultative politique du peuple chinois (CCPPC) – un organe consultatif politique qui relie le gouvernement chinois et les intérêts commerciaux -, a déclaré dans un rapport publié sur le site de la CCPPC : "Sortir du nucléaire est déjà devenu une stratégie d'État, et les exportations d'un nucléaire propre contribueront à optimiser notre commerce et à libérer des capacités de fabrication nationales haut de gamme."

Selon un rapport de 2019 du groupe Rhodium basé aux États-Unis, la Chine contribue actuellement à 27 % du total des émissions mondiales de carbone, c'est plus que n'importe quel pays et plus que l'ensemble des pays industrialisés. Le nouveau réacteur fait partie de la volonté du président Xi Jinping de rendre la Chine neutre en carbone d'ici 2060, précise l'équipe de l'Institut de physique appliquée de Shanghai qui a développé le prototype

"Les réacteurs à petite échelle présentent des avantages significatifs en termes d'efficacité, de flexibilité et d'économie", ont écrit Yan Rui, professeur de physique à l'Institut de physique appliquée de Shanghai, et ses collègues dans un article publié le 15 juillet dans la revue "Nuclear Techniques". "Ils peuvent jouer un rôle clé dans la transition future vers une énergie propre. On s'attend à ce que les réacteurs à petite échelle soient largement déployés dans les prochaines années."

Le thorium - un métal radioactif argenté nommé d'après le dieu nordique du tonnerre - est beaucoup moins cher et plus abondant que l'uranium. De plus, il ne peut pas être facilement utilisé pour créer des armes nucléaires.

Au lieu d'utiliser des barres de combustible, les réacteurs à sel fondu fonctionnent en dissolvant le thorium dans du sel de fluorure liquide avant de l'envoyer dans la chambre du réacteur à des températures supérieures à 1112 Fahrenheit (600 degrés Celsius). Lorsqu'ils sont bombardés de neutrons à haute énergie, les atomes de thorium se séparent, libérant de l'énergie et encore plus de neutrons par un processus appelé "fission nucléaire". Cela déclenche une réaction en chaîne, libérant de la chaleur dans le mélange thorium-sel, qui est ensuite envoyé à travers une deuxième chambre où l'excès d'énergie est extrait et transformé en électricité.

Depuis longtemps, les réacteurs au thorium représentent un défi technique majeur pour les scientifiques nucléaires. Situé à seulement deux positions à gauche de l'uranium sur le tableau périodique des éléments chimiques, presque tout le thorium extrait est du thorium-232, l'isotope utilisé dans les réactions nucléaires. En revanche, seulement 2 à 3 % du total de l'uranium extrait est l'uranium 235 fissile utilisé dans les réacteurs nucléaires traditionnels. Cela fait du thorium une source d'énergie beaucoup plus abondante.

Les avantages du Thorium ne s'arrêtent pas là. Les déchets des réactions nucléaires de l'uranium-235 restent hautement radioactifs (jusqu'à 10 000 ans) et comprennent du plutonium-239, l'ingrédient clé des armes nucléaires. Les déchets nucléaires traditionnels doivent être stockés dans des conteneurs en plomb, isolés dans des installations sécurisées et soumis à des contrôles rigoureux. En revanche, les principaux sous-produits d'une réaction nucléaire au thorium sont l'uranium-233 qui peut être recyclé dans d'autres réactions, et un certain nombre d'autres sous-produits ayant une « demi-vie » moyenne (le temps qu'il faut pour que la moitié des atomes radioactifs d'une substance pour se désintégrer à un état non radioactif) de seulement 500 ans.

Après les tests d'un prototype de 2 gigawatts en septembre, la Chine envisage de construire son premier réacteur commercial au thorium. Mesurant seulement 10 pieds (3 mètres) de haut et 8 pieds (2,5 m) de large, les chercheurs affirment qu'il sera capable de générer 100 mégawatts d'électricité, ce qui est suffisant pour alimenter 100 000 personnes en électricité. Pourtant, il doit être associé à d'autres équipements, comme des turbines à vapeur, pour produire de l'électricité utilisable.

Le concept de réacteur à sel fondu a été conçu pour la première fois en 1946 dans le cadre d'un plan du prédécesseur de l'US Air Force visant à créer un avion à réaction supersonique à propulsion nucléaire. Cependant, l'expérience s'est heurtée à trop de problèmes, comme la corrosion causée par le sel chaud et la fissuration des canalisations, et le projet a été abandonné en 1954. Depuis lors, plusieurs groupes ont tenté de réaliser des réacteurs à sels fondus viables, dont un réacteur du laboratoire national d'Oak Ridge dans le Tennessee, mais la faible radioactivité du thorium rend très difficile l'augmentation des réactions de fission à des niveaux durables sans ajout d'uranium.

On ne sait pas encore comment les chercheurs chinois ont résolu ces problèmes techniques. Il y eut de nombreuses autres tentatives de création de réacteurs au thorium, dont un appelé "Natrium" qui bénéficie du soutien financier de Bill Gates et Warren Buffett pour la construction d'une usine pilote dans le Wyoming.

Les réacteurs nucléaires ne sont pas la seule technologie dans laquelle la Chine investit en vue de devenir neutre en carbone. Le barrage de Baihetan, la deuxième plus grande installation hydroélectrique au monde après le barrage chinois des Trois Gorges, a été mis en service en juin et a une capacité de production d'énergie de 16 gigawatts. Le cabinet de conseil en énergie basé au Royaume-Uni, Wood Mackenzie, estime que la Chine ajoutera 430 gigawatts de nouvelle capacité d'énergie solaire et éolienne au cours des cinq prochaines années.

Alors que la Chine se positionne comme un leader mondial dans la lutte contre le changement climatique, le pays est lui-même soumis à des événements météorologiques extrêmes. De graves inondations dans la province du Henan cette semaine ont déplacé environ 100 000 personnes et tué au moins 33 autres personnes, a rapporté CNN. Le bureau météorologique de Zhengzhou, la capitale de la région, a déclaré que ces trois jours de pluie correspondaient aux niveaux observés "une fois en 1000 ans".

URL de l'article en anglais:  https://www.livescience.com/china-creates-new-thorium-reactor.html?fbclid=IwAR3-fEzwjj1Arp8F4Wjjf-O1Ruum378ztRH2gElBnjDAnAEBHIweGGrzabk