La Chine révolutionne l'énergie nucléaire avec le premier réacteur au monde immunisé contre les fusions dangereuses

La Chine inaugure le premier réacteur nucléaire résistant à la fusion au monde, une technologie révolutionnaire qui promet un avenir plus sûr pour l'énergie nucléaire

Une centrale nucléaire à grande échelle en Chine est la première au monde à être totalement immunisée contre les dangereux accidents de fusion du cœur, même en cas de perte totale d'énergie externe. Bien que la conception ne puisse pas être adaptée aux réacteurs nucléaires existants dans le monde, elle pourrait constituer un modèle pour les futurs.

Comment fonctionnent les centrales nucléaires modernes

Les centrales nucléaires modernes sont conçues avec de nombreux systèmes de sécurité pour prévenir les explosions catastrophiques. Il est vrai que d’anciennes centrales nucléaires ont subi des accidents d’explosion de vapeur provoqués par des réactions positives à vide, comme dans le cas de Tchernobyl. Cependant, les centrales nucléaires modernes, comme celles de troisième et quatrième générations, sont équipées de multiples systèmes de sécurité passive et active pour prévenir de tels accidents. Ces systèmes comprennent :

• Systèmes de refroidissement d'urgence: Pour éviter que le noyau ne surchauffe.
• Plusieurs barrières de confinement: Pour éviter le rejet de matières radioactives.
• Conception intrinsèquement sûre: Ballasts conçus pour s'arrêter automatiquement en cas d'anomalies.

Ainsi, même si l’on ne peut pas affirmer avec une certitude absolue qu’une explosion est impossible, les chances qu’un tel événement se produise sont extrêmement faibles grâce aux améliorations technologiques et aux protocoles de sécurité rigoureux. L'eau ou le dioxyde de carbone liquide sont souvent utilisés comme réfrigérants, mais leur fonctionnement dépend généralement de sources d'énergie externes.

Si ces systèmes tombent en panne, les réacteurs peuvent devenir trop chauds, entraînant des explosions ou une surchauffe, provoquant la fonte de la centrale en raison de l'excès de chaleur. Dans le cadre d'une première mondiale, des chercheurs de l'Université Tsinghua en Chine ont réussi à démontrer un réacteur à fission nucléaire résistant à la fusion. La conception de deux réacteurs peut générer 105 MW d'énergie chacun et est en développement depuis 2016. Cette technologie constitue une étape positive pour l'industrie nucléaire après la fusion de Fukushima au Japon il y a plus de dix ans.

Avantages du réacteur nucléaire à lit de galets

Les réacteurs nucléaires conventionnels utilisent des barres de combustible à haute densité énergétique, contenant de grandes quantités d'uranium et de petites quantités de graphite. Dans la conception du réacteur HTR-PM, le barreau de combustible est inversé et une grande quantité de graphite est utilisée pour encapsuler l’uranium. Cela rend la densité énergétique du carburant beaucoup plus faible, semblable à celle des cailloux dans une plus grande étendue d’eau.

Cette approche présente deux avantages principaux. La première est que la réaction de fission nucléaire se produit beaucoup plus lentement que dans un réacteur conventionnel et peut résister à des températures plus élevées pendant de plus longues périodes. Le deuxième avantage est que l’excès de chaleur généré au cours du processus est dispersé sur une plus grande surface de combustible et peut être refroidi à l’aide de méthodes passives ou non consommatrices d’énergie, telles que la conduction et la convection.

Quoi qu'il en soit, le réacteur chinois n'est pas le premier à disposer de capacités d'automodération : il existe d'autres technologies comme les MRS (Molten Salt Reactors), les FNR (Fast Neutron Reactors) et les iPWR (integral Pressurized Water Reactors), connus pour avoir des caractéristiques qui leur permettre de réduire ou de contrôler la réaction nucléaire dans des conditions anormales.

La tentative ambitieuse de la Chine

Le pays asiatique construit des réacteurs nucléaires à un rythme sans précédent, mais tenter de construire un réacteur nucléaire à l’échelle commerciale pour une nouvelle technologie est une première, même pour la Chine.

L'Institut de technologie nucléaire et des énergies nouvelles a commencé la construction du HTR-PM à l'échelle commerciale dans une usine du Shandong en 2016, dans l'espoir que le site serait prêt pour les tests un an plus tard. Le réacteur n’a commencé son exploitation commerciale qu’en décembre 2023. Pour démontrer qu’il pouvait se refroidir sans source externe, l’équipe a arrêté les deux modules alors qu’ils fonctionnaient à pleine puissance et a commencé à surveiller les mouvements de température à l’intérieur du réacteur.

Comme prévu, les réacteurs se sont refroidis naturellement et ont atteint une température stable 35 heures après l'arrêt. Cependant, la technologie ne peut pas être adaptée aux réacteurs nucléaires existants. Pour construire un avenir où les réacteurs nucléaires seront à l’épreuve de la fusion, l’industrie nucléaire devra d’abord construire des réacteurs HTR-PM.

Source: Université de Tsinghua