CENTRALES AU THORIUM :
UNE ALTERNATIVE CREDIBLE A NOS CENTRALES CLASSSIQUES
Philippe Huetz
Dr. en biophysique moléculaire
Jim Prenel
Titulaire d'un Master en évaluation des politiques publiques
Le réacteur à sels fondus au thorium coche toutes les cases de garanties de sûreté
Victor Ignatiev, physicien à l'Institut Kurchatov, Moscou
Ce dispositif est "le rêve de tout concepteur, de toute autorité de sûreté, de tout exploitant de centrale nucléaire" :
Chimistes du CEA, chercheurs d'EDF, 1973
Alvin Weinberg, l'un des découvreurs des actuels réacteurs à eau sous pression, consacra la quasi-totalité de sa carrière à défendre cette idée de particules de combustible dissoutes dans des sels fondus
Le thorium, c’est quoi ?
Le thorium (symbole Th, isotope 232) fait partie de la même famille que l'uranium, mais à la différence de ce dernier il ne peut pas entrer seul en fission, il doit être bombardé de neutrons avant d’être injecté dans un réacteur. Il n’existe donc pas qu’une seule façon d’exploiter la fission. Le thorium est extrait du minerai de thorite, dont les réserves terrestres sont bien mieux réparties que celles d'uranium.
Les recherches sur l’utilisation du thorium à sels fondus ne sont pas nouvelles. En effet, dès la fin des années 1950 dans les laboratoires d’Oak Ridge (Tennessee, Etats-Unis), de prestigieux pionniers de la fission se sont concentrés sur son utilisation.
Début des années 2000, lors d’un forum international, des recherches ont débuté dans le but de créer une nouvelle génération de réacteurs : ceux de quatrième génération. Ces recherches avaient comme objectifs de diminuer l’utilisation en uranium des centrales existantes ainsi que la production des déchets radioactifs. Six projets ont été sélectionnés en 2002 lors de ce forum international parmi plus de 120 concepts explorés par le passé, dont le projet au thorium à sels fondus !
Comment fonctionne une centrale au thorium ? (Réf. 1)
Ce type de réacteur à sels fondus n’a pas le même fonctionnement que celui des centrales actuelles. En effet, le thorium remplace l’uranium comme matière première fissile, le combustible n’est pas solide (crayons) mais liquidifié, et le fluide de refroidissement n'est pas de l’eau sous pression mais un « sirop » de sels fondus à pression ambiante.
D’abord, le thorium va être extrait de la thorite puis dissous dans des sels fondus. C’est sous cette forme qu’il va être introduit dans un circuit entourant la cuve du réacteur (la "couverture fertile"). Il va être transformé en uranium 233 fissile par le bombardement des neutrons qu'émet le réacteur nucléaire. Cette solution va être injectée dans le cœur, la cuve du réacteur, où la quantité de combustible sera alors suffisante pour déclencher une réaction en chaîne : le combustible va entrer en fission, les atomes d’uranium se bombardant mutuellement de neutrons et se fragmentant. Cette réaction va libérer une chaleur importante (800°C). Dans un circuit secondaire, l’énergie va être récupérée par des sels fondus et la chaleur transmise à une turbine à vapeur pour produire du courant. Le combustible est régulièrement nettoyé et recyclé : les produits de fission qui ralentissent le réacteur sont extraits (xénon, tellurium), tandis que le sel d’uranium est réintroduit dans la cuve.
Des premiers essais dès les années 1950-60
Les chercheurs d'Oak Ridge ont mis au point par le passé deux prototypes à sels fondus. Un prototype a été élaboré à l'occasion d'un projet militaire soutenu par l'US Air Force : le but étant de faire carburer des bombardiers stratégiques à l'énergie nucléaire.
