Ce nouveau combustible pourrait rendre l'énergie nucléaire plus sûre et moins chère

Avec 65 réacteurs en construction dans le monde et 173 autres prévus, l'industrie de l'énergie nucléaire fait le pari que sa renaissance tant attendue est proche. Mais rendre les centrales nucléaires existantes et nouvelles plus économiques reste le plus grand défi.

Une façon d'aider à relever le défi consiste à rendre les barres de combustible des réacteurs plus sûres et plus efficaces. Pont de lumière , une entreprise de Reston, en Virginie, qui travaille sur de nouvelles technologies de combustible depuis un quart de siècle, a dévoilé un combustible métallique pour les réacteurs nucléaires qui, selon elle, fera exactement cela.

Les barres de combustible fabriquées par Lightbridge diffèrent de celles d'aujourd'hui à plusieurs égards. Plutôt qu'un oxyde céramique d'uranium, ils sont constitués d'un alliage uranium-zirconium qui transporte plus facilement la chaleur. Et plutôt qu'un tube qui contient des pastilles d'uranium cylindriques, chacune est un seul morceau de métal, strié comme un morceau de réglisse et en spirale dans une hélice. Cette forme permet à plus d'eau de circuler sur la surface de la tige, transférant plus de chaleur et augmentant ainsi la production d'électricité. La plus grande surface augmente également la marge de sécurité du cœur du réacteur, permettant aux crayons de supporter des réactions nucléaires à des températures beaucoup plus basses : leur température interne en fonctionnement est d'environ 360 ° C, près de 900 degrés plus frais que les tiges conventionnelles.

Formées d'un alliage métallique solide, les nouvelles barres de combustible de Lightbridge pourraient rendre les centrales nucléaires existantes plus sûres et plus économiques.

Selon le PDG de Lightbridge, Seth Grae, le résultat est un réacteur plus puissant, plus sûr et plus rentable qui peut aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre au cours des prochaines années. Les énergies renouvelables seules ne nous permettront pas d'atteindre nos objectifs climatiques à temps, déclare Grae. Les nouveaux types de réacteurs ne nous permettront pas d'y arriver à temps. L'utilisation accrue des réacteurs d'aujourd'hui et des nouveaux réacteurs [conventionnels] est une composante nécessaire de toute voie réussie pour atteindre les objectifs climatiques.

Plus tôt cette année Lightbridge a accepté de travailler avec le géant français du nucléaire Areva pour commercialiser les nouvelles barres de combustible, qui pourraient être installées dans les réacteurs existants et nouvellement construits dès 2020, dit Grae. La technologie pourrait augmenter la puissance des réacteurs existants de 10 % tout en prolongeant le temps de fonctionnement entre les ravitaillements (un indicateur économique clé pour les centrales nucléaires) de 18 mois à 24 mois. Le remplacement des barres conventionnelles dans un réacteur existant ajouterait 60 millions de dollars de revenus annuels pour un réacteur de 1 100 mégawatts, selon la société.

Le nouveau combustible est une amélioration majeure par rapport au combustible à oxyde conventionnel pour les réacteurs [conventionnels], déclare Per Peterson, professeur de génie nucléaire à l'Université de Californie à Berkeley, qui dirige une équipe développant une conception de réacteur avancée . La capacité du combustible Lightbridge à fonctionner à une température beaucoup plus basse que le combustible à oxyde conventionnel présente des avantages majeurs en matière de sécurité.

La question de la sécurité est cependant compliquée, selon Ian Scott, cofondateur de Moltex Énergie , une société basée au Royaume-Uni qui développe un réacteur avancé à combustible liquide. La capacité de transfert de chaleur élevée du combustible solide signifie que les barres se refroidiraient plus rapidement en cas de perte temporaire de liquide de refroidissement. Mais le point de fusion des barres Lightbridge est bien inférieur à celui du combustible à l'oxyde d'uranium, ce qui signifie que dans un accident total de type Fukushima, une catastrophe pourrait survenir beaucoup plus tôt.

Il y a une grande poussée en ce moment pour créer des combustibles « tolérants aux accidents » pour les réacteurs [conventionnels], dit Scott. Ce sont des carburants qui sont Suite tolère des températures très élevées dans un accident « hors dimensionnement » que l'oxyde d'uranium. Le carburant Lightbridge va dans la direction opposée.

Il reste à voir comment exactement les régulateurs de la Nuclear Regulatory Commission considéreront la sécurité et les avantages économiques du nouveau combustible. Mais il ne fait aucun doute que les réacteurs existants, et ceux nouvellement construits de conception conventionnelle, sont mûrs pour une technologie de combustible innovante.

L'utilisation de ce combustible dans les nouvelles constructions contribuera à améliorer l'économie du nucléaire, ce qui sera très utile pour l'industrie dans son ensemble, déclare Leslie Dewan, cofondatrice de Puissance transatomique , qui travaille sur la conception d'un réacteur avancé à combustible liquide. Je pense que la plus grande inconnue est le temps qu'il faudra pour certifier le nouveau carburant.

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