La Chine développe un réacteur nucléaire à base de thorium

Après avoir achevé en août dernier la construction de son premier réacteur nucléaire expérimental à base de thorium, la Chine est sur le point de commencer les tests. Bien que ce type de réacteur ait déjà été testé dans le passé, c’est la première fois qu’un Etat ait pour ambition la commercialisation de la technologie.

Ce réacteur expérimental se trouve à Wuwei, à la périphérie du désert de Gobi. Si les tests sont un succès, cela pourrait être une révolution dans le domaine de l’énergie nucléaire.

Les sels fondus et le thorium

Ce type de réacteur utilisant des sels fondus au lieu de l’eau a le potentiel de produire une énergie nucléaire relativement sûre et peu coûteuse, tout en générant une quantité beaucoup moins importante de déchets radioactifs moins poluants sur le long terme que les réacteurs classiques. D’après certains chercheurs, le thorium comme combustible produit des déchets qui ont moins de chance d’être militarisés par rapport à l’uranium. Toutefois, d’autres chercheurs affirment que le risque existe.

Il faut aussi le préciser ; contrairement à l’uranium actuellement utilisé dans les centrales nucléaires, la combustion du thorium ne crée pas de plutonium, un élément chimique hautement toxique.

Le Thorium est un métal argenté faiblement radioactif trouvé naturellement dans des rochers et est peu utilisé dans le domaine industriel. Il s’agit d’un produit de déchets de l’industrie minière de la Terre rare en croissance en Chine et constitue donc une alternative attrayante à l’uranium importé selon les chercheurs.

Ce réacteur expérimental est le résultat d’un programme lancé par la Chine en 2011 et qui a déjà englouti plus de 500 millions de dollars américains. Actuellement utilisé par l’Institut de Physique appliquée de Shanghai (SINAP), le réacteur est conçu pour produire seulement 2 mégawatts d’énergie thermique permettant ainsi d’alimenter jusqu’à 1 000 maisons. Toutefois, si les expériences sont un succès, la Chine espère construire un réacteur de 373 mégawatts d’ici 2030 ; ce qui pourrait alimenter des centaines de milliers de maisons.

Energie verte

Ces réacteurs sont parmi les “technologies parfaites” pour aider la Chine à atteindre son objectif de zéro émission de carbone d’ici 2050. – Jiang Kejun à l’Institut de recherche énergétique de la Commission nationale de développement et de réforme de Beijing

“Il y a un autre avantage pour la Chine: ce type de réacteur n’a pas besoin d’être construit près des cours d’eau, car les sels fondus servent déjà de liquide de refroidissement, contrairement aux centrales d’uranium conventionnelles nécessitant d’énormes quantités d’eau pour refroidir leurs réacteurs” – le journal français les Echos. En conséquence, les réacteurs peuvent être installés dans des régions isolées et arides comme le désert de Gobi.

Le thorium et les sels fondus n’ont pas été choisis au hasard par la Chine. Les réacteurs à sels fondus sont parmi les technologies les plus prometteuses pour les centrales électriques, selon le Forum Generation IV qui est une initiative américaine visant à renforcer la coopération internationale sur l’énergie nucléaire civile. De plus, Il y a beaucoup plus de thorium que d’uranium dans la nature.

Comparé aux réacteurs à eau dans les centrales nucléaires classiques, les réacteurs à sels fondus fonctionnent à des températures nettement plus élevées, ce qui signifie qu’ils pourraient générer de l’électricité beaucoup plus efficacement. – Charles Forsberg, ingénieur nucléaire du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge

Le réacteur de la Chine utilisera des sels à base de fluorure, qui se transforme en un liquide incolore et transparent lorsqu’il est chauffé à environ 450 ºC. Le sel agit comme un liquide de refroidissement pour transporter la chaleur du noyau du réacteur. De plus, plutôt que des tiges de combustible solides ; les réacteurs à sels fondus utilisent également le sel liquide comme substrat pour le combustible tel que le thorium qui est directement dissout dans le noyau.

Les réacteurs à sels fondus sont considérés comme relativement sûrs car le combustible est déjà dissous dans des liquides ; et fonctionnent à des pressions inférieures à celle des réacteurs nucléaires conventionnels, ce qui réduit le risque de fusion explosive.

Obstacles techniques

Cependant ce type de réacteur n’a pas que des avantages :

Le thorium a déjà été testé comme combustible dans d’autres pays comme les États-Unis, l’Allemagne et le Royaume-Uni et fait partie d’un programme nucléaire en Inde mais jusqu’à présent sa rentabilité n’a pas été prouvée. En effet, il est plus coûteux de l’extraire que l’uranium et, contrairement à certains isotopes naturels d’uranium, il doit être converti en un matériau fissile et c’est un processus assez complexe.

En effet, l’isotope naturel du thorium-232 utilisé ne peut pas subir une fission, mais lorsqu’il est irradié dans un réacteur, il absorbe des neutrons pour former l’uranium-233, qui est un matériau fissile qui génère de la chaleur. L’uranium 233 est le matériau fissile nécessaire à la production de l’énergie nucléaire et malheureusement émet un rayonnement plus fort que les autres isotopes. Ce qui necessite des précautions supplémentaires.

La faisabilité des réacteurs à sels fondus est également discutable car elle crée de nouveaux problèmes techniques.

À très hautes températures, le sel peut corroder les structures du réacteur, qui doivent être protégées d’une certaine manière. – Jean-Claude Garnier

Le problème des produits corrosifs est que vous ne réalisez pas leurs dégâts, pas avant 5 à 10 ans. – Francesco d’Auria

Les réacteurs à sels fondus n’est pas la seule technologie nucléaire dans laquelle la Chine investit. Depuis 2002, la Chine investit dans au moins 6 programmes sur des technologies de réacteurs prometeuses dont des réacteurs refroidis par des liquides de plomb ou de sodium.

Les tests qui seront effectués au cours du mois et des années à venir sur ce réacteur à base de thorium et des sels fondus seront scrutés dans le monde entier et auront un enjeu capital pour l’avenir de l’énergie nucléaire et de l’énergie verte.

Source : Nature