La Chine « produit » de l’uranium à partir du thorium et franchit un cap vers l’indépendance énergétique

• Un réacteur expérimental développé par l’Académie chinoise des sciences dans le désert de Gobi a réussi une conversion de combustible transformant le thorium en uranium
• Ce réacteur à sels fondus de 2 mégawatts à combustible liquide, basé sur le thorium (TMSR) est le seul au monde à avoir effectivement chargé et utilisé du combustible au thorium
• Les résultats de l’expérience sont considérés comme une première preuve de la faisabilité technique de l’exploitation des ressources en thorium dans un système de réacteur à sels fondus
• L’Académie chinoise des sciences explique que cette avancée constitue un bond majeur dans le développement de technologies d’énergie nucléaire propres et durables
• Cette technologie revêt une importance majeure pour l’indépendance énergétique de la Chine et la stabilité à long terme de son approvisionnement en combustible nucléaire

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Résultats du réacteur expérimental au thorium dans le désert de Gobi

• L’Institut de physique appliquée de Shanghai de l’Académie chinoise des sciences a réussi à transformer du thorium en uranium grâce à un réacteur expérimental développé dans le désert de Gobi
  • Le réacteur est un réacteur à sels fondus de 2 mégawatts à combustible liquide, basé sur le thorium (TMSR)
  • L’expérience est considérée comme une mise en œuvre réussie d’une technologie innovante fondée sur la fission nucléaire

Le seul réacteur au monde utilisant du combustible au thorium

• Ce TMSR est actuellement identifié comme le seul réacteur au monde à avoir réellement chargé et utilisé du combustible au thorium
  • Il attire l’attention comme cas de démonstration d’un cycle combustible thorium-uranium différent des systèmes de combustible nucléaire existants

Portée technologique et perspectives

• L’Académie chinoise des sciences a annoncé que cette expérience a démontré la faisabilité technique des ressources en thorium dans un système de réacteur à sels fondus
  • Ce résultat est considéré comme une avancée technologique majeure pour garantir une énergie nucléaire propre et durable
• L’article ne mentionne aucun plan supplémentaire de commercialisation ni de calendrier

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Avis Hacker News

• Avant de s’enthousiasmer, il faut comprendre précisément ce que signifie cette expérience
  La Chine a mis en service un réacteur expérimental qui convertit le thorium en uranium, mais le taux de conversion n’était que de 0,1
  Autrement dit, il a fallu consommer 10 unités de combustible nucléaire existant pour produire un nouveau noyau fissile
  Ce type de conversion se produit aussi dans les réacteurs classiques : le ratio est d’environ 0,6 pour les réacteurs à eau légère et 0,8 pour les réacteurs à eau lourde
  Ainsi, sur le plan technique, le résultat chinois reste inférieur à l’existant, mais la nouveauté réside dans l’utilisation du thorium
  La viabilité économique reste incertaine, mais avec un investissement de long terme à l’échelle d’un État, des résultats significatifs pourraient apparaître d’ici une trentaine d’années
  Articles liés : World Nuclear News, Wikipedia - Breeder reactor

  • Le problème fondamental tient à la densité énergétique et à l’abondance de l’uranium
    Comme l’uranium est aujourd’hui disponible en quantité suffisante, il n’existe pas de raison économique de mettre en place des systèmes complexes de recyclage
  • Même dans les réacteurs conventionnels, du plutonium est produit avec le temps et finit par fournir une part importante de l’énergie
    Avec le thorium, on peut obtenir de l’énergie selon la chaîne thorium → uranium → plutonium, mais si le taux de conversion est faible, il peut devenir difficile de maintenir l’état critique
  • Cela donne l’impression que la Chine suit une stratégie visant à s’imposer comme grande puissance scientifique avant le ralentissement de sa croissance industrielle

• Le cœur de cette expérience réside dans la conception du réacteur à sels fondus (MSR)
  Comme le combustible est dissous dans un sel fondu FLiBe, il est possible d’effectuer un traitement du combustible en temps réel sans devoir remplacer des barres solides dans une cuve sous pression fermée
  Cette architecture permet aussi d’expérimenter le cycle du combustible au thorium
  Cette recherche s’appuie sur les expériences passées d’Oak Ridge

  • L’élément vraiment original n’est pas le MSR lui-même, mais le fait de brûler du thorium
  • Les MSR ont des caractéristiques séduisantes, mais la dégradation des matériaux sous exposition neutronique constitue un inconvénient majeur
    Le combustible étant liquide, les radiations atteignent les parois de la cuve, et même avec un blindage en graphite, on rencontre des problèmes de dégradation et de contamination
    L’expérience d’Oak Ridge avait elle aussi atteint les limites de durée de vie sous rayonnement
    À l’inverse, dans les réacteurs à eau légère, l’eau joue un rôle tampon, ce qui prolonge considérablement la durée de vie des structures
  • D’où la question : « Alors, qui absorbe les neutrons ? »

• Un article qui explique bien la portée de cette avancée : Science and Technology Daily

  • Selon l’article, la Chine prévoit d’achever et de mettre en service d’ici 2035 un réacteur de démonstration TMSR de 100 mégawatts
    Ce sera un intermédiaire expérimental avant l’étape suivante, à une échelle équivalente à un dixième d’une centrale commerciale de 1 gigawatt

• Ce texte est un extrait du début d’un article de 29 paragraphes du SCMP
  Original : lien archive.is

  • L’auteur dit avoir retrouvé le lien original et remplacé en haut la source HumanProgress.org par la source d’origine

• Ce sujet est apparu plusieurs fois ces dernières semaines sans vraiment attirer l’attention
  Le moment est peut-être venu pour l’Occident de rattraper la technologie chinoise

  • Mais les MSR au thorium ont une faible rentabilité économique dans les régions riches en uranium (États-Unis, Europe, Australie)
    Des solutions différentes émergeront selon les conditions géologiques de chaque région
  • En réalité, il s’agit de technologies américaines reprises par la Chine
    Leur abandon pendant les 60 dernières années ne relevait pas de contraintes techniques, mais de raisons politiques
  • Dans les années 1950, Rickover avait déjà mené des expériences de surgénération au thorium à Shippingport, aux États-Unis
    En ce sens, la tentative chinoise n’est pas entièrement nouvelle
  • À l’inverse, certains soutiennent que « la Chine se contente de copier la technologie occidentale »
  • Les technologies de surgénération restent au fond des technologies non rentables économiquement
    Sur le marché actuel, il est bien moins coûteux d’utiliser de l’uranium frais

• Le thorium est abondamment produit comme sous-produit du raffinage des terres rares
  La Chine en dispose déjà en grande quantité et cherche donc un moyen de le valoriser

• Il est intéressant que ce réacteur n’ait pas besoin d’eau et puisse être construit à l’intérieur des terres
  La plupart des centrales nucléaires utilisent la vapeur pour faire tourner des turbines, mais ici la configuration semble différente

  • Cette conception utilise du CO₂ supercritique comme fluide de transfert thermique, ce qui évite d’avoir besoin d’eau
    C’est plus sûr, et cela pourrait aussi servir à produire des carburants de synthèse plutôt que de l’électricité
    Par exemple, on peut extraire du CO₂ de l’eau de mer et produire de l’hydrogène par électrolyse afin de fabriquer des carburants hydrocarbonés de synthèse
  • Cela dit, beaucoup de centrales nucléaires ne sont pas situées sur le littoral mais à l’intérieur des terres, avec de lacs artificiels ou de l’eau de rivière pour le refroidissement

• J’avais entendu dire que cette technologie était à l’origine une idée née aux États-Unis, ensuite reprise par la Chine

  • En effet, dans les années 1960, Oak Ridge aux États-Unis a mené le Molten-Salt Reactor Experiment
    À l’époque, on y utilisait de l’uranium-233 surgénéré à partir du thorium, mais le programme a été abandonné car peu rentable et très coûteux à démanteler
    En 1994, on a même découvert un état dangereux dû notamment à une accumulation de gaz fluoré
  • Le cycle du combustible au thorium étant peu adapté à la production d’armes, il n’avait pas d’intérêt militaire,
    et après l’accident de Three Mile Island, l’intérêt des États-Unis pour le nucléaire a fortement chuté, ce qui a stoppé les recherches
  • Il existe aussi des initiatives privées comme le projet MSTR soutenu par Bill Gates, mais
    les barrières réglementaires restent importantes et inefficaces
  • Référence historique : Wikipedia - Thorium-based nuclear power
  • L’Inde fait partie des pays qui ont le plus sérieusement investi dans ce domaine

• La société danoise Copenhagen Atomics développe un MSR modulaire de la taille d’un conteneur
  site officiel

  • Elle a déjà construit plusieurs prototypes et prévoit une première réaction en chaîne nucléaire au PSI en 2027
    Elle semble viser une commercialisation davantage alignée sur l’horizon 2050 que sur 2030

• Les couches de sable de la côte ouest du Sri Lanka sont riches en thorium
  Il serait possible de l’extraire par dragage à des profondeurs de 10 à 100 m

  • En réalité, on peut obtenir du thorium partout où il existe des mines de terres rares
    Pas besoin d’exploitation dédiée : il peut être extrait des résidus miniers de mines existantes