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La catastrophe de Fukushima nous a rappelé tous les dangers inhérents aux réacteurs nucléaires alimentés en uranium. Les nouvelles fraîches de ce mois-ci sur la lutte continue de Tepco pour contenir et refroidir les barres de combustible soulignent à quel point les réactions de fission de l’uranium sont énergiques et à quel point elles sont difficiles à contrôler., Bien sûr, ce niveau d’énergie est exactement pourquoi nous utilisons l’énergie nucléaire – c’est incroyablement efficace comme une source de pouvoir, et il crée très peu d’émissions et porte une louable dossier de sécurité de démarrage.
cette conversation- » nucléaire bon mais uranium dangereux – – conduit régulièrement à une très bonne question: qu’en est-il du thorium? Le Thorium se trouve à deux endroits à gauche de l’uranium sur le tableau périodique, dans la même rangée ou série. Les éléments d’une même série partagent des caractéristiques. Avec l’uranium et le thorium, la similitude clé est que les deux peuvent absorber des neutrons et se transmuter en éléments fissiles.,
cela signifie que le thorium pourrait être utilisé pour alimenter des réacteurs nucléaires, tout comme l’uranium. Et comme les partisans du carburant Outsider vous le diront volontiers, le thorium est plus abondant dans la nature que l’uranium, n’est pas fissile à lui seul (ce qui signifie que les réactions peuvent être arrêtées si nécessaire), produit des déchets moins radioactifs et génère plus d’énergie par tonne.
alors pourquoi diable utilisons-nous de l’uranium? Comme vous vous en souvenez peut-être, la recherche sur la mécanisation des réactions nucléaires n’était initialement pas motivée par le désir de fabriquer de l’énergie, mais par le désir de fabriquer des bombes., Le Projet Manhattan de 2 milliards de dollars qui a produit la bombe atomique a déclenché une augmentation mondiale de la recherche nucléaire, financée pour la plupart par des gouvernements impliqués dans la guerre froide. Et nous y arrivons: les réacteurs au Thorium ne produisent pas de plutonium, ce dont vous avez besoin pour fabriquer une bombe nucléaire.
Comment ironique. Le fait que les réacteurs au thorium ne puissent pas produire de combustible pour les armes nucléaires signifie que le meilleur combustible des réacteurs a été réduit à néant, mais aujourd’hui, nous aimerions pouvoir différencier clairement les réacteurs nucléaires d’un pays de son programme d’armement.,
dans le monde de l’après-guerre froide, y a-t-il un espoir pour le thorium? Peut-être, mais ne courez pas chez votre courtier pour l’instant.
Le réacteur à Uranium
le cycle typique du combustible nucléaire commence avec du minerai d’uranium raffiné, qui est principalement U238 mais contient 3% à 5% U235. La plupart de l’uranium naturel est U238, mais cet isotope commun ne subit pas de fission – qui est le processus par lequel le noyau se divise et libère d’énormes quantités d’énergie. En revanche, L’U235, moins répandu, est fissile., En tant que tel, pour fabriquer du combustible de réacteur, nous devons dépenser une énergie considérable pour enrichir yellowcake, afin d’augmenter sa proportion D’U235.
Une fois dans le réacteur, U235 commence à se diviser et à libérer des neutrons à haute énergie. Cependant, L’U238 ne reste pas les bras croisés; il se transmute en d’autres éléments fissiles. Lorsqu’un atome D’U238 absorbe un neutron, il se transmute en U239 de courte durée, qui se désintègre rapidement en neptunium-239 puis en plutonium-239, ce beau sous-produit militarisable.
lorsque le contenu U235 est réduit à 0.,3%, le combustible est épuisé, mais il contient des isotopes très radioactifs d’américium, de technétium et d’iode, ainsi que du plutonium. Ce combustible usé est hautement radioactif et les coupables – ces isotopes de masse élevée-ont des demi – vies de plusieurs milliers d’années. En tant que tels, les déchets doivent être logés jusqu’à 10 000 ans, cloîtrés de l’environnement et de tous ceux qui pourraient vouloir s’attaquer au plutonium pour des raisons néfastes.,
la chose à propos du Thorium
Les avantages du Thorium commencent à partir du moment où il est extrait et purifié, en ce sens que tout, sauf une trace de thorium naturel, est Th232, l’isotope utile dans les réacteurs nucléaires. C’est beaucoup mieux que les 3% à 5% d’uranium qui viennent sous la forme dont nous avons besoin.
ensuite, il y a le côté sécurité des réactions au thorium. Contrairement à U235, le thorium n’est pas fissile. Cela signifie que peu importe le nombre de noyaux de thorium que vous emballez ensemble, ils ne commenceront pas seuls à se séparer et à exploser., Si vous voulez séparer les noyaux de thorium, c’est facile: vous commencez simplement à leur lancer des neutrons. Ensuite, lorsque vous avez besoin que la réaction s’arrête, éteignez simplement la source de neutrons et tout le processus s’arrête, simple comme une tarte.
Voici comment cela fonctionne. Lorsque Th232 absorbe un neutron, il devient Th233, qui est instable et se désintègre en protactinium-233 puis en U233. C’est le même isotope d’uranium que nous utilisons dans les réacteurs maintenant comme combustible nucléaire, celui qui est fissile tout seul., Heureusement, il a également une durée de vie relativement longue, ce qui signifie qu’à ce stade du cycle, le combustible irradié peut être déchargé du réacteur et L’U233 séparé du thorium restant. L’uranium est ensuite introduit dans un autre réacteur tout seul, pour générer de l’énergie.
L’U233 fait son truc, se séparant et libérant des neutrons de haute énergie. Mais il n’y a pas un tas de U238 assis par. Rappelez-vous, avec les réacteurs à uranium, c’est L’U238, transformé en U239 en absorbant certains de ces neutrons de haute voltige, qui produit tous les déchets hautement radioactifs., Avec le thorium, L’U233 est isolé et il en résulte beaucoup moins de sous-produits hautement radioactifs à longue durée de vie. Les déchets nucléaires de Thorium ne restent radioactifs que pendant 500 ans, au lieu de 10 000, et il y en a 1 000 à 10 000 fois moins pour commencer.
Les Leaders du Thorium
Les chercheurs étudient les cycles de combustible à base de thorium depuis 50 ans, mais L’Inde est en tête en matière de commercialisation., Abritant un quart des réserves de thorium connues dans le monde et manquant notamment de ressources en uranium, il n’est pas surprenant que l’Inde envisage de répondre à 30% de sa demande d’électricité grâce à des réacteurs à base de thorium d’ici 2050.
en 2002, L’agence indienne de réglementation nucléaire a approuvé le début de la construction d’un prototype électrique de réacteur fast breeder de 500 mégawatts, qui devrait être achevé cette année. Au cours de la prochaine décennie, la construction de six autres de ces réacteurs fast breeder, qui « reproduisent » L’U233 et le plutonium à partir du thorium et de l’uranium, commencera.,
Les travaux de conception sont également en grande partie terminés pour le premier réacteur à eau lourde avancé de L’Inde (AHWR), qui impliquera un réacteur alimenté principalement par du thorium qui a subi une série de tests en réplique à grande échelle. Le plus grand obstacle à l’heure actuelle est de trouver un emplacement approprié pour la centrale, qui générera 300 MW d’électricité. Les responsables Indiens disent qu’ils visent à rendre l’usine opérationnelle d’ici la fin de la décennie.
La Chine est l’autre nation avec un engagement ferme à développer la puissance du thorium., Au début de 2011, L’Académie des Sciences de Chine a lancé un important programme de recherche et développement sur la technologie du réacteur à fluorure liquide de Thorium (LFTR), qui utilise U233 qui a été élevé dans une couverture de sel de thorium liquide. Cette couverture de sel fondu devient moins dense à mesure que les températures augmentent, ralentissant la réaction dans une sorte de prise de sécurité intégrée. Ce type de réacteur au thorium attire le plus D’attention dans le monde du thorium; le programme de recherche de la Chine est dans une course avec des programmes similaires bien que plus petits au Japon, en Russie, en France et aux États-Unis.,
Il existe au moins sept types de réacteurs pouvant utiliser le thorium comme combustible nucléaire, dont cinq sont entrés en service à un moment donné. Plusieurs ont été abandonnés non pas pour des raisons techniques, mais à cause d’un manque d’intérêt ou de financement de la recherche (blâmer à nouveau la guerre froide). Donc, des conceptions éprouvées pour les réacteurs à base de thorium existent et n’ont besoin que d’un certain soutien.
Eh bien, peut-être un peu de soutien. L’un des plus grands défis dans le développement d’un réacteur au thorium est de trouver un moyen de fabriquer le combustible de manière économique., La fabrication de dioxyde de thorium est coûteuse, en partie parce que son point de fusion est le plus élevé de tous les oxydes, à 3 300° C. Les options pour générer le barrage de neutrons nécessaires pour lancer la réaction se résument régulièrement à l’uranium ou au plutonium, ce qui porte au moins une partie du problème.
et bien que l’Inde travaille certainement sur le thorium, tous ses œufs ne sont pas dans ce panier. L’Inde compte déjà 20 réacteurs nucléaires à base d’uranium produisant 4 385 MW d’électricité et en a six autres en construction, 17 prévus et 40 proposés., Le pays obtient des accessoires pour son intérêt pour le thorium en tant que solution énergétique locale, mais la majorité de son argent nucléaire va toujours vers l’uranium traditionnel. La Chine est exactement dans la même situation-alors qu’elle promeut ses efforts dans la course au LFTR, ses gros sous sont derrière les réacteurs à uranium. La Chine n’a que 15 réacteurs en fonctionnement, mais en a 26 En construction, 51 prévus et 120 proposés.
L’essentiel
le Thorium est trois fois plus abondant dans la nature que l’uranium. Tout sauf une trace du thorium du monde existe comme isotope utile, ce qui signifie qu’il ne nécessite pas d’enrichissement., Les réacteurs à base de Thorium sont plus sûrs parce que la réaction peut facilement être arrêtée et parce que l’opération ne doit pas avoir lieu sous des pressions extrêmes. Par rapport aux réacteurs à uranium, les réacteurs au thorium produisent beaucoup moins de déchets et les déchets qui sont générés sont beaucoup moins radioactifs et ont une durée de vie beaucoup plus courte.
pour couronner le tout, le thorium serait également la solution idéale pour permettre à des pays comme L’Iran ou la Corée du Nord d’avoir de l’énergie nucléaire sans se soucier de savoir si leurs programmes nucléaires sont une couverture pour développer des armes-une inquiétude avec laquelle nous sommes trop familiers à l’heure actuelle.,
alors, devrions-nous manquer et investir dans le thorium? Malheureusement, aucune. D’une part, il existe très peu de véhicules d’investissement. La plupart de la recherche et du développement sur le thorium sont menés par des groupes de recherche nationaux. Il y a une société cotée en bourse qui travaille à développer des carburants à base de thorium, appelée Lightbridge Corp.Lightbridge a l’avantage d’être un premier moteur dans la région, mais d’un autre côté, la rareté des concurrents est un bon signe qu’il est tout simplement trop tôt.
sans le désir apparemment insatiable de l’humanité de se battre, le thorium aurait été le combustible nucléaire de choix au monde., Malheureusement, la guerre froide a poussé la recherche nucléaire vers l’uranium, et l’élan acquis au cours de ces années a maintenu l’uranium loin devant son frère plus léger, plus contrôlable et plus abondant à ce jour. L’histoire regorge d’exemples d’une technologie inférieure battant un concurrent supérieur pour des parts de marché, que ce soit en raison du marketing ou de la géopolitique, et une fois cette étape fixée, il est presque impossible pour le finaliste de faire un retour. Vous vous souvenez des magnétoscopes bêta, quelqu’un? Sur le plan technique, ils ont battu VHS haut la main, mais la machine de marketing de VHS a remporté la course et Beta a glissé dans l’oubli., Les réacteurs au Thorium ne sont pas tout à fait les magnétoscopes bêta du monde nucléaire, mais le défi auquel ils sont confrontés est assez similaire: il est sacrément difficile de renverser le champion en titre.
Marin a une expérience enviable dans le secteur de l’uranium, avec un pick up actuel de près de 1,600% depuis qu’il l’a recommandé pour la première fois à ses abonnés il y a 39 mois. Maintenant, il cible une entreprise peu connue qui possède une technologie de récupération de pétrole qui pourrait récompenser les investisseurs avec des gains similaires.
