Vous avez dit “surgénérateur” ? - Sfen

Vous avez dit “surgénérateur” ?

Publié le 11 février 2013 - Mis à jour le 28 septembre 2021
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Lorsqu’on parle de réacteurs nucléaires de 4ème génération – ou de réacteurs du futur –  on évoque essentiellement les réacteurs à neutrons rapides (RNR), souvent désignés aussi par le terme de « surgénérateurs ». Il s’agit de réacteurs aux propriétés exceptionnelles marquant le passage à une nouvelle technologie capable de transformer le nucléaire en énergie renouvelable.

Explication

Le combustible des réacteurs nucléaires, l’uranium, est principalement formé de deux variétés d’atomes (on dit aussi : isotopes) : les isotopes 235 et 238 (ces chiffres indiquant le nombre de particules présentes dans le noyau des atomes). Ces deux variétés d’atomes d’uranium sont étroitement mêlées et toujours dans les mêmes proportions, que l’uranium soit prélevé en Australie, au Niger ou au Canada… : on trouve invariablement, dans le mélange, 99,3% d’Uranium  238 et 0,7% d’Uranium 235. Seul, cet U 235 est fissile, ce qui signifie que sous l’impact d’un neutron son noyau se casse en deux, cette fission dégageant une grande quantité d’énergie. Dans les réacteurs nucléaires actuels, c’est ce seul isotope 235 qui est donc utilisé pour produire de l’énergie, c’est-à-dire 0,7% de l’uranium total, ce qui est évidemment très peu.

Tout change avec les réacteurs dits « surgénérateurs » : à la faveur d’un autre système de fonctionnement – où les neutrons se déplacent plus rapidement – ces réacteurs vont pouvoir utiliser la totalité de l’uranium et en premier lieu l’U 238.En effet, dans ce type de réacteur,  cet isotope U 238 (soit 99,2% de l’uranium naturel), qui n’est pas fissile, se transforme, par capture d’un neutron, en plutonium 239, lequel est fissile. Ces réacteurs ont donc la capacité de générer, à partir d’une matière non directement énergétique (l’U 238), un combustible particulièrement performant.

A partir du moment où la totalité de l’uranium (et non plus seulement 0,7%) concourt à la production d’énergie, le rendement du processus s’accroît dans des proportions considérables. Ce rendement est au moins soixante fois supérieur, selon les configurations techniques adoptées, à celui d’un réacteur nucléaire classique. Cela veut dire qu’avec la même quantité d’uranium, un réacteur surgénérateur peut produire 60 fois plus d’électricité qu’un réacteur traditionnel. Ainsi, utilisées dans les surgénérateurs, les ressources d’uranium aujourd’hui identifiées pourraient alimenter un grand parc nucléaire mondial pendant des milliers d’années.  Dans le cas de la France , ses réserves accumulées d’uranium appauvri et de plutonium représentent un potentiel d’environ 5000 ans d’alimentation d’un  parc de surgénérateurs pour la production d’électricité !

La filière des RNR, avec toutes ses avancées technologiques, pourrait se développer industriellement vers les années 2040. La France a été pionnière dans cette filière, avec notamment l’exploitation des réacteurs Phénix et Superphénix. Le CEA travaille à un nouveau projet de RNR, dénommé Astrid, qui devrait entrer en service dans les années 2020. Plusieurs réacteurs de  démonstration fonctionnent aujourd’hui, en Russie, en Chine, en Inde.

Contrairement au  pétrole et au gaz, et plus tard au  charbon, le nucléaire ne disparaîtra pas pour cause d’épuisement. Il a de quoi répondre sur des durées séculaires à des développements substantiels si les générations successives, bientôt confrontées à la disparition totale des énergies fossiles, jugent utile sa contribution.  

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