Alors que le changement climatique rend la planète moins agréable à vivre, l'énergie nucléaire retient de plus en plus l'attention. L'énergie solaire et éolienne peut aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais si une solution peut être trouvée au changement climatique, l'énergie nucléaire en fera probablement partie.
Mais bien que l'énergie nucléaire soit sans carbone, elle est risquée. Pour commencer, l'élimination des déchets radioactifs des centrales nucléaires pose un problème insoluble : que faire de ces sous-produits dangereux ? De plus, que se passe-t-il si le noyau fond et crée une catastrophe environnementale mortelle, comme cela s'est produit à Fukushima , au Japon, en 2011 ? Il y a aussi d'autres préoccupations, mais il y a beaucoup de raisons de continuer à s'efforcer de rendre l'énergie nucléaire plus sûre.
Les réacteurs nucléaires fonctionnent par fission, une réaction nucléaire en chaîne dans laquelle les atomes se séparent pour produire de l'énergie (ou dans le cas des bombes nucléaires, une explosion massive).
"Environ 450 réacteurs nucléaires sont en service dans le monde, et ils ont tous besoin de combustible", déclare Steve Krahn , professeur au département de génie civil et environnemental de l'Université Vanderbilt, dans un e-mail. "Pour la plupart, ces réacteurs fonctionnent à l'uranium-235 (U-235), et les nations qui recyclent partiellement le combustible - la France, la Russie et quelques autres pays - mélangent un peu de plutonium-239 recyclé pour faire ce qu'on appelle un mélange -carburant à l'oxyde."
Le plutonium est un sous-produit du combustible irradié d'un réacteur nucléaire; il est hautement toxique et sa radioactivité ne diminue pas très rapidement — il lui faut des dizaines de milliers d'années pour atteindre des niveaux de rayonnement sûrs, tandis que le thorium se décompose à un niveau sûr en 500 ans environ.
Qu'est-ce que le thorium ?
Certains scientifiques pensent que l'élément thorium est la réponse à nos problèmes nucléaires. Le thorium est un métal légèrement radioactif et relativement abondant — à peu près aussi abondant que l'étain et plus abondant que l'uranium. Il est également très répandu, avec des concentrations particulières en Inde, en Turquie, au Brésil, aux États-Unis et en Égypte.
Le thorium n'est pas un combustible comme l'uranium. La différence est que l'uranium est fissile, ce qui signifie qu'il produit une réaction en chaîne d'emballement si vous pouvez obtenir suffisamment d'uranium à un endroit à la fois. Le thorium, d'autre part, est non fissile ou "fertile", ce qui signifie que vous devez bombarder le thorium avec des neutrons - essentiellement le démarrer avec une petite quantité de matière radioactive comme l'uranium - afin qu'il puisse se transmuter en un isotope de l'uranium (U- 233/Th-232) pour créer de l'énergie.
Avantages et inconvénients du thorium
Le thorium a été utilisé dans de nombreuses premières expériences de physique nucléaire - Marie Curie et Ernest Rutherford ont travaillé avec. L'uranium est devenu plus fortement associé au processus nucléaire pendant la Seconde Guerre mondiale, car l'uranium est meilleur pour fabriquer des bombes, mais pour la production d'électricité, le thorium présente de réels avantages par rapport à l'uranium. Le thorium est plus efficace que l'uranium et ses réacteurs risquent moins de fondre car ils fonctionnent à des pressions plus basses. De plus, moins de plutonium est produit pendant le fonctionnement du réacteur, et certains scientifiques soutiennent que les réacteurs au thorium pourraient détruireles tonnes de déchets dangereux de plutonium qui ont été créés et stockés depuis les années 1950. De plus, on pense que le thorium est presque à l'épreuve de la prolifération, car le plutonium ne peut pas être séparé des déchets et utilisé pour fabriquer des bombes.
Il y a cependant quelques inconvénients au thorium. La première est que, bien que le thorium et ses déchets soient dangereux pendant des centaines plutôt que des dizaines de milliers d'années par rapport à l'uranium ou au plutonium, le thorium est en fait plus dangereusement radioactif à court terme. Pour cette raison, le thorium peut être un peu plus difficile à travailler, et il est plus difficile de le contenir. Il est également plus difficile à préparer que les barres d'uranium : selon Krahn, si nous voulons alimenter notre planète en utilisant un cycle du combustible au thorium, il faut produire suffisamment d'U-233 pour alimenter les réacteurs initiaux.
"Les méthodes de traitement chimique du Th-232 et de l'U-233 sont assez bien établies; cependant, des installations pour accomplir un tel traitement chimique devraient être construites", explique Krahn.
Utiliser le thorium pour l'énergie
Il existe plusieurs façons d' appliquer le thorium à la production d'énergie. L'une des solutions consiste à utiliser du combustible solide au thorium dans un réacteur classique refroidi à l'eau, semblable aux centrales électriques modernes à base d'uranium. Une autre perspective passionnante pour les scientifiques et les défenseurs de l'énergie nucléaire est le réacteur à sel fondu. Dans ces usines, le combustible est dissous dans une cuve de sel liquide. Les sels ont un point d'ébullition élevé, de sorte que même d'énormes pics de température n'entraîneront pas d'explosions. De plus, les réacteurs à sels fondus ne nécessitent pas beaucoup de refroidissement, ils n'ont donc pas besoin d'une énorme quantité d'eau pour fonctionner. Pour cette raison, un réacteur nucléaire au thorium est en cours de test dans le désert de Gobi en Chine .
Maintenant c'est intéressant
Le thorium a été découvert par Jons Jakob Berzelius en 1828, qui l'a nommé d'après Thor, le dieu nordique du tonnerre.
