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Un miracle dans le monde nucléaire : pourquoi les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium sont-ils si attractifs ?
Avec le besoin urgent du monde en énergie renouvelable et en réduction des émissions de carbone, l’avenir de l’énergie nucléaire a reçu une attention croissante. Parmi les nombreuses technologies de réacteurs nucléaires, les réacteurs surgénérateurs refroidis au sodium (RNR) sont sans aucun doute l’une des plus prometteuses, car ils peuvent utiliser le combustible plus efficacement et créer plus de matière fissile que les réacteurs traditionnels. En outre, la conception et les principes de fonctionnement du FBR offrent des possibilités sans précédent pour améliorer la durabilité de l’énergie nucléaire.
La clé de la réussite d’un réacteur réside dans son « économie de neutrons », qui permet au réacteur de produire plus de combustible fissile qu’il n’en consomme.
Par définition, un réacteur de surgénération est un réacteur qui utilise des métaux liquides tels que le sodium comme liquide de refroidissement pour absorber efficacement certains neutrons, convertissant ainsi efficacement les matériaux fertiles (tels que l'uranium 238 ou le thorium 232) du réacteur en matériaux fissiles. , et peut produire en continu du nouveau combustible fissile pendant son fonctionnement.
Diversité des réacteurs de surgénération
Les réacteurs de surgénération peuvent être subdivisés en plusieurs types, notamment les réacteurs de surgénération rapide (RSR) et les réacteurs de surgénération thermique. Le premier utilise des neutrons rapides pour la reproduction et a le potentiel d’applications plus larges avec l’uranium et le thorium. Il convient de noter que les réacteurs à réaction rapides commerciaux existants utilisent du métal liquide comme liquide de refroidissement, les modèles refroidis au sodium étant les plus populaires. Cette conception améliore non seulement l’efficacité de la conduction thermique, mais réduit également les risques potentiels pendant le fonctionnement.
Basés sur l'économie à neutrons ultra-élevés, les réacteurs à neutrons rapides ont été développés comme un élément clé de la future technologie de l'énergie nucléaire.
Comment fonctionne le réacteur à réaction rapide
Dans les réacteurs à neutrons rapides, le principal matériau utilisé est un combustible à oxyde mixte, qui contient généralement jusqu'à 20 % d'oxyde de plutonium et au moins 80 % d'oxyde d'uranium. Grâce à cette structure, le FBR peut utiliser efficacement les neutrons rapides pour favoriser davantage la transformation des matériaux fertiles.
Pour les réacteurs à neutrons rapides, il n'est pas nécessaire d'utiliser des modérateurs de neutrons dans leur conception, ce qui signifie qu'ils peuvent supporter des réactions de fission avec des neutrons rapides et ainsi produire de grandes quantités de matière fissile. Toutefois, cela impose également des exigences plus élevées en matière de performance des matériaux des réacteurs, car ils doivent résister à des environnements de fonctionnement extrêmes.
Perspectives et défis futurs
Alors que les efforts mondiaux en faveur de l’indépendance énergétique et de la durabilité s’intensifient, la technologie des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium suscite de plus en plus d’attention. Malgré les défis en matière de sécurité, de coût et de technologie, de nombreux pays comme l’Inde, la Chine et la Russie mènent des recherches et développements intensifs dans l’espoir de résoudre la crise énergétique à l’avenir.
L’énergie nucléaire du futur ne se limitera plus au combustible traditionnel à base d’uranium, mais portera l’efficacité d’utilisation des ressources à un tout autre niveau grâce à une sélection continue.
Mais de tels développements peuvent-ils réellement surmonter les défis auxquels nous sommes actuellement confrontés en matière d’énergie nucléaire et fournir une solution durable à l’approvisionnement énergétique mondial ?
