Alors que le changement climatique rend la planète moins agréable à vivre, l’énergie nucléaire retient davantage l’attention. L'énergie solaire et éolienne peut contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais si une solution au changement climatique peut être trouvée, l'énergie nucléaire en fera probablement partie.
Même si l’énergie nucléaire ne produit pas les gaz qui modifient le climat et qui posent problème avec d’autres sources d’électricité, elle comporte certains risques. Tout d’abord, l’élimination des déchets radioactifs des centrales nucléaires pose un problème difficile :que faire de sous-produits aussi dangereux ? Et que se passe-t-il si le noyau fond et crée une catastrophe environnementale, comme ce fut le cas à Tchernobyl, en Ukraine, en 1986 ? Il existe également d'autres préoccupations, mais étant donné notre situation énergétique actuelle, il existe de nombreuses raisons de continuer à œuvrer pour rendre l'énergie nucléaire plus sûre.
Les réacteurs nucléaires fonctionnent par fission, une réaction nucléaire en chaîne dans laquelle les atomes se divisent pour produire de l'énergie (ou dans le cas des bombes nucléaires, une explosion massive).
"Environ 450 réacteurs nucléaires sont en service dans le monde et ils ont tous besoin de combustible", explique Steve Krahn, professeur au département de génie civil et environnemental de l'Université Vanderbilt, dans un courrier électronique. Il a noté que pour la plupart, ces réacteurs fonctionnent à l'uranium 235 (U-235) et que les pays qui recyclent partiellement le combustible – la France, la Russie et quelques autres pays – mélangent du plutonium 239 recyclé pour produire ce qu'on appelle un combustible mixte. -combustible oxyde.
Le plutonium est un sous-produit du combustible usé d’un réacteur nucléaire et peut constituer la base du recyclage du combustible nucléaire des réacteurs nucléaires actuels, comme cela se fait en France et dans plusieurs autres pays. Cependant, il est hautement toxique et constitue le matériau le plus fréquemment utilisé pour fabriquer des armes nucléaires, ce qui explique en partie pourquoi les scientifiques ont continué à explorer d'autres options.
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Certains scientifiques pensent que l’élément thorium est la réponse à nos problèmes liés à l’énergie nucléaire. Le thorium est un métal légèrement radioactif et relativement abondant – à peu près aussi abondant que l’étain et plus abondant que l’uranium. Il est également répandu, avec des concentrations particulières en Inde, en Turquie, au Brésil, aux États-Unis et en Égypte.
Mais il est important de noter que le thorium n’est pas un combustible comme l’uranium. La différence est que l’uranium est « fissile », ce qui signifie qu’il produit une réaction en chaîne durable si vous pouvez obtenir suffisamment d’uranium en un seul endroit à la fois. Le thorium, en revanche, n'est pas fissile – c'est ce que les scientifiques appellent « fertile », ce qui signifie que si vous bombardez le thorium avec des neutrons (essentiellement le démarrez dans un réacteur alimenté avec un matériau comme l'uranium), il peut se transmuter en un isotope de l'uranium. l'uranium 233 qui est fissile et adapté à la création d'énergie.
Le thorium a été utilisé dans certaines des premières expériences de physique nucléaire :Marie Curie et Ernest Rutherford ont travaillé avec lui. L'uranium et le plutonium sont devenus davantage associés aux processus nucléaires pendant la Seconde Guerre mondiale, car ils constituaient la voie la plus claire pour fabriquer des bombes.
Pour la production d’électricité, le thorium présente de réels avantages. L'uranium 233 formé à partir du thorium est un combustible plus efficace que l'uranium 235 ou le plutonium, et ses réacteurs sont peut-être moins susceptibles de fondre car ils peuvent fonctionner à des températures plus élevées. En outre, moins de plutonium est produit pendant le fonctionnement des réacteurs, et certains scientifiques affirment que les réacteurs au thorium pourraient détruire les tonnes de plutonium dangereux créées et stockées depuis les années 1950. De plus, certains scientifiques pensent qu’une flotte de réacteurs fonctionnant au thorium et à l’uranium 233 est plus résistante à la prolifération, car une technologie plus sophistiquée est nécessaire pour séparer l’uranium 233 des déchets et l’utiliser pour fabriquer des bombes.
Le thorium présente cependant des inconvénients. La première est que le thorium et l’uranium 233 sont plus dangereux lorsqu’ils sont traités chimiquement. Pour cette raison, il est plus difficile de travailler avec eux. Il est également plus difficile de fabriquer des barres de combustible à l'uranium 233. De plus, comme indiqué précédemment, le thorium n'est pas un carburant.
"Si nous voulons alimenter notre planète en utilisant un cycle de combustible utilisant du thorium et de l'uranium 233, suffisamment d'uranium 233 doit être produit dans d'autres types de réacteurs pour alimenter les premiers réacteurs à uranium 233", explique Krahn. « Si cela peut être accompli, les méthodes permettant de traiter chimiquement le thorium 232 et l’uranium 233 et d’en fabriquer du combustible sont assez bien établies; cependant, des installations pour accomplir ces processus devraient être construites. "
Il existe plusieurs façons d’appliquer le thorium à la production d’énergie. Une solution actuellement à l’étude consiste à utiliser du combustible solide thorium/uranium 232 dans un réacteur conventionnel refroidi à l’eau, similaire aux centrales électriques modernes à base d’uranium. En fait, plus de 20 réacteurs dans le monde fonctionnent avec du combustible composé de thorium et d’uranium 233. Une autre perspective qui a enthousiasmé les scientifiques et les partisans de l’énergie nucléaire est le réacteur à sels fondus. Dans ces usines, le combustible est dissous dans du sel liquide qui sert également de liquide de refroidissement pour le réacteur. Le sel a un point d'ébullition élevé, ce qui lui permet d'être plus efficace dans la production d'électricité et même d'énormes pics de température n'entraîneront pas d'accidents de réacteur massifs comme celui survenu à Fukushima. On pourrait croire que ce type de réacteur relève presque de la science-fiction, mais un tel réacteur a été exploité aux États-Unis dans les années 1960 et est actuellement en construction dans le désert de Gobi en Chine.
Maintenant, c'est intéressant
Le thorium a été découvert par Jons Jakob Berzelius en 1828, qui lui a donné le nom de Thor, le dieu nordique du tonnerre.
