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Les centrales nucléaires au thorium sont-elles écologiques ?

vendredi 30 novembre 2018 par Alain KALT (retranscription)

Les réacteurs nucléaires au thorium : quels avantages ?

Posté le 28 juillet 2013 par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Chronique livre par l’auteur du blog Pourquoi Comment Combien : "Voici un ouvrage consacré à une technologie peu connue du grand public mais beaucoup plus avancée et prometteuse que je ne le pensais : les réacteurs nucléaires au Thorium".

Les avantages des réacteurs au thorium sont très nombreux

le Thorium 232 est plus abondant que l’uranium, on peut l’utiliser à 100% contre quelques pourcents pour l’uranium, et il n’y a pas besoin de l’enrichir.

le 232Th étant fertile et non fissile, il ne peut pas produire de réaction en chaîne. Une centrale ne peut pas s’emballer, et elle peut s’arrêter d’elle même en cas de défaut de refroidissement

les déchets du 232Th ne sont dangereux que quelques siècles, contre des centaines de milliers d’années pour ceux de l’uranium.

les centrales au thorium peuvent « incinérer » les déchets des centrales à uranium, y compris le plutonium.

Mais on ne peut pas produire d’armes nucléaires avec une centrale au thorium.

Coté désavantages, en cherchant bien, il y en a quelques uns

Mais le principal est : on ne peut pas produire d’armes nucléaires avec une centrale au thorium. Selon Jean-Christophe de Mestral, c’est ce qui a favorisé la filière de l’uranium pendant la guerre froide alors que plusieurs expériences ont démontré la faisabilité et la sécurité des solutions au Thorium. Entre autres :

Le réacteur expérimental de Shippingport aux USA qui a fonctionné comme surgénérateur au Thorium entre 1977 et 1982

Plusieurs réacteurs à très haute température (HTGR) ont fonctionné avec des barres de combustible mixant Uranium 235 et Thorium 232 aux USA, mais aussi en Allemagne entre 1966 et 1989

Les réacteurs expérimentaux et 7 réacteurs CANDU de 220 MW chacun utilisant un mix Uranium/Thorium qui fonctionnent actuellement en Inde. L’Inde est le seul pays mentionnant clairement le thorium dans son programme énergétique, pour une raison simple : l’Inde a très peu d’Uranium, et ne peut pas en importer facilement car elle n’a pas signé le traité de non prolifération. Par contre elle dispose de gros gisements de Thorium.

Et aussi le « Molten-Salt Reactor Experiment » (MSRE) qui fonctionna entre 1965 et 1969 avec divers combustibles, dont de l’Uranium 233 produit à partir de Thorium dans un autre réacteur.

Les réacteurs à sels fondus (MSR) sont prometteurs à moyen terme. Ils sont d’ailleurs prévus par le « Forum International Génération IV » dans les technologies disponibles d’ici 2030, mais hélas seulement dans leur version à l’Uranium. Les Réacteurs au Fluorure de Thorium Liquide (LFTR) n’ont pas été projetés dans cet horizon de temps, tout comme le « Rubbiatron » qui nécessite un accélérateur de particules d’ailleurs. Ce qui n’empêche pas l’AIEA d’en penser du bien, ni la Chine de démarrer un ambitieux projet de LFTR, qui sera probablement une première mondiale…

Du point de vue nucléaire, les réacteurs à sels fondus n’ont que des avantages

Le combustible est dissous dans un sel, solide à basse température, liquide en fonctionnement et servant en même temps de fluide de refroidissement primaire.

La réaction ne se produit que dans le coeur car il faut à la fois une source de neutrons et un volume suffisant pour que la probabilité que le neutron soit absorbé soit assez élevée.

L’installation fonctionne à pression ambiante : le très haut point d’ébullition du sel empêche que le système devienne une cocote-minute

Si l’installation surchauffe, un bouchon (« Freeze Plug ») fond et le sel s’écoule par gravité dans des réservoirs dont la géométrie stoppe les réactions nucléaires. C’est d’ailleurs comme ça que le MSRE était arrêté pour maintenance.

Les difficultés et inconnues sont surtout liées à la chimie de ces sels. Il faut installer une usine chimique pour les purifier à côté de la centrale, notamment pour en enlever le Xenon 135. On ne sait pas trop bien comment un LFTR vieillira, notamment en raison de la corrosion par les sels.

ARE

Au passage, j’ai découvert l’existence du projet Aircraft Reactor Experiment qui visait la propulsion nucléaire d’avions. C’était un MSR dont les sels à 850 ° chauffaient l’air dans les réacteurs, qui fonctionna 1000 heures en 1954, quand on avait peur de rien. Donc je ne le savais pas mais oui, il existe dans les cartons une alternative au turboréacteur.