- Cinétech n°27 : Thorium, la face gâchée du nucléaire
- Mercredi 01 mars 2017 à Nogent CINE TECH n°27 : « Thorium, la face gâchée du nucléaire »
Mercredi 01 mars 2017 à Nogent CINE TECH n°27 : « Thorium, la face gâchée du nucléaire »
Le documentaire consacré à ce minerai méconnu, possible et avantageux remplaçant de l’uranium, met en scène les travaux du physicien américain Alvin Weinberg. Le scientifique a consacré sa vie entière à l’élaboration d’un réacteur nucléaire au thorium, moins polluant et plus sûr.
Bien que l’exploitation de cette ressource ait été l’époque écartée par les lobbys de l’énergie et de la défense, focalisés sur le développement d’un arsenal atomique, les chercheurs planchent à nouveau sur cette énergie fossile au potentiel mésestimé.
Son histoire ne fait peut-être que commencer !
19H - FILM
Thorium, la face gâchée du nucléaire
De Myriam Tonelotto (2016, 1h30)
C’est le rêve de Alvin Weinberg : le réacteur à sel fondu.
Ni fusion du cœur, ni explosion, ni déchets : l’atome vert... Enfin, c’est un peu plus compliqué que cela !
Fin 1943, États-Unis. Le projet Manhattan vise à produire le plutonium nécessaire au fonctionnement de l’arme nucléaire. Une première bombe au plutonium est testée deux ans plus tard au Nouveau-Mexique. Fort du succès de cet essai, la bombe atomique est utilisée à des fins militaires en août 1945.
Le champ des possibles
Le champ des possibles est immense de par les différentes combinaisons que l’on peut imaginer entre les trois composants clés d’un réacteur : combustible, refroidissement et modérateur . Ce dernier est une substance qu’on utilise pour réduire la vitesse des neutrons émis par la fission nucléaire et leur permettre ainsi d’avoir le temps "de voir" le prochain noyeau à percuter et maintenir ainsi la réaction en chaîne.
Rendez vous compte :
Le combustible peut être de l’uranium 233, de l’uranium 235 ou du plutonium 239.
Le liquide de refroidissement peut être de l’eau, de l’eau lourde, du gaz ou du métal liquide.
Et le modérateur peut être de l’eau, de l’eau lourde, du béryllium ou du graphite.
Et dans un réacteur à neutrons rapide, pas de modérateur.
Si on prend en compte toutes les combinaisons possibles, on arrive à un millier de réacteurs différents.
Ainsi au tout début de l’histoire du nucléaire il fallait décider quelle piste suivre et lesquels abandonner : des choix cruciaux car ils allaient déterminer l’avenir du nucléaire.
En 1945, Alvin Martin Weinberg , membre du Laboratoire National d’Oak Ridge, persuade l’amiral de la Navy Hyman George Rickover qu’un réacteur refroidi à l’eau fonctionnerait mieux sur les sous-marins : c’est la naissance du réacteur à eau pressurisée, compact, simple et intrinsèquement plus sûr que les autres réacteurs.
En 1946, Alvin Weinberg et un collègue exploraient l’eau pressurisée comme modérateur et liquide de refroidissement : ils jetaient les bases de ce qui deviendrait plus tard le réacteur à eau pressurisée. Ce concept paraissait faisable car pour exploiter l’énergie nucléaire il faut que le liquide de refroidissement puisse monter à des températures élevées (300 degrés).
Il était simple, compact, et il se prêtait à la propulsion navale.
Mais une fois adopté par la Marine, il a dominé le nucléaire civil et il s’est imposé dans les centrales électriques par Hyman George Rickover.
L’air force voulait aussi son bombardier nucléaire ! De 1946 à 1961 ils ont travaillé sur ce projet d’avion à propulsion nucléaire. Le combustible liquide s’est imposé. La solution : les sels fondu de flurure de métaux alcalins dans lesquels on pouvait dissoudre le flurure d’uranium. Il n’y a rien de plus stable qu’un sel. Avec les sels fondus, on obtient une très haute température, mais à basse pression. À basse pression, aucun risque d’explosion. Mais la mise au point des missiles intercontinentaux et un peu de bon sens ont mis fin au projet.
Au début des années 1960, une série de tests réalisée par l’équipe de Weinberg démontre des failles de sécurité dans la conception du réacteur à eau pressurisée.
Pour le physicien, devenu directeur d’Oak Ridge, un réacteur à sels fondus qui utilise du thorium comme combustible offrirait des avantages considérables par rapport aux modèles à eau légère. La technologie à sel fondu pour un réacteur civil serait sur et performant.
Dans un réacteur à combustible liquide, en cas de surchauffe, le liquide se dilate, il devient donc moins dense, ce qui permet de stabiliser le réacteur. Avec l’élévation de la température, la densité devient plus faible et la distance moyenne entre les différents moyeaux de combustible augmente. Cela rend la capture du neutron plus difficile, moins probable, et donc le système s’éteint. La réaction en chaîne s’éteint automatiquement.
Le combustible et le liquide de refroidissement sont une seule et même chose. Et donc à tout moment on peut drainer le combustible vers des réservoirs situés en contrebas. C’est donc un système sur par lui-même.
En tant que liquide de refroidissement, les sels fondus à pression atmosphérique résistent à des températures beaucoup plus élevées et réduisent les contraintes mécaniques sur la cuve du réacteur. En tant que combustible, le thorium ne peut pas être utilisé pour fabriquer des armes utiles. Dans un réacteur, il peut générer du nouveau combustible à l’uranium qui est consommé pour produire de l’énergie.
Weinberg est ravi. Un tel réacteur pourrait fournir au monde une énergie sans limite et préserverait l’environnement. Il créerait de l’électricité et de l’eau douce à partir de l’eau salée. Et si le thorium était utilisé plutôt que l’uranium, on ne manquerait jamais de combustible, le thorium étant abondant dans la croûte terrestre.
En 1966, son équipe élabore un prototype d’uranium dissous dans les sels de fluorure fondus du lithium et du béryllium, qui fonctionnera pendant 3 ans.
Mais l’obsession de Weinberg pour la sécurité déplait à certains de ses collègues. De plus, la mode est aux « surgénérateurs », réacteurs qui produisent plus de matières fissibles qu’ils n’en consomment. En 1973, Alvin Weinberg est renvoyé de son poste de directeur.
Aujourd’hui, une nouvelle génération d’ingénieurs préoccupés par le changement climatique redécouvre Weinberg et ses recherches : la société TerraPower de Bill Gates étudie les réacteurs à sels fondus ; l’ingénieur du MIT Leslie Dewan co-fonde Transatomic Power, qui utilise une conception de RSF ; l’ancien employé de la NASA Kirk Sorensen publie les documents originaux de R&D d’Oak Ridge sur l’Internet, et fonde la société Flibe Energy.
De même, le travail sur la sécurité à Oak Ridge a influencé la création du réacteur à lit de boulets refroidi au gaz à haute température fonctionnant à l’Université de Tsinghua en Chine. Enfin, les nouvelles centrales nucléaires en cours de construction en Géorgie intègrent des fonctionnalités de sécurité passive.
Ce qui rendait Weinberg unique était sa profonde préoccupation du bien-être de l’homme. Il n’a jamais cessé d’y penser.
Pôle technologique Sud Champagne – amphithéâtre UTT Bat B ZI rue Lavoisier. 52800 NOGENT
http://www.cluster-nogentech.com/wp-content/uploads/2017/02/2017-02-06-Flyer-Thorium-06022017.pdf
21H – PAUSE GOURMANDE
21H30 – RENCONTRE
John Laurie, ingénieur et consultant de la société Fission Liquide à Versailles
Eco-modernisme et Fission Liquide
La progression des humains est remarquable, mais notre succès a eu un coût élevé pour la nature. La confrontation entre l’écologie traditionnelle et la consommation croissante d’énergie a donné naissance à un nouveau mouvement écologiste – l’éco-modernisme, qui propose de découpler les humains et la nature. Les Eco-modernistes s’intéressent à l’énergie nucléaire parce que la seule façon de résoudre le problème du réchauffement climatique est d’accéder à une source massive d’énergie propre. Mais l’énergie nucléaire est en difficulté, en grande partie à cause de son coût. Les causes de ce problème sont explorées et un nouveau paradigme pour l’énergie nucléaire est proposé, avec l’utilisation de combustibles liquides à base de sels fondus.
La fission liquide et le thorium pour un climat stable et une prospérité énergétique
Créée le 1er janvier 2017, Fission Liquide est la première entreprise française dédiée à la technologie des réacteurs à sels fondus. Sa mission est de connecter les parties prenantes dans cette technologie, de communiquer, de faire sortir le message.
Fission Liquide
15b Rue des Près aux Bois
78000 Versailles
Tel +33 7 81 88 72 95
Voir aussi sur le site de la CCI Haute-Marne
Voir aussi sur le site du cluster-nogentech
Voir aussi sur le site centredesrives.
Pour en savoir plus :
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