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Les «Power Balls» nucléaires pourraient faire des effondrements une chose du passé

L’idée de base derrière toutes les centrales nucléaires est la même: convertir la chaleur créée par la fission nucléaire en électricité. Il existe plusieurs façons de procéder, mais dans chaque cas, cela implique un délicat équilibre entre sécurité et efficacité. Un réacteur nucléaire fonctionne mieux lorsque le cœur est vraiment chaud, mais s’il obtient aussi chaud, il provoquera un effondrement et l’environnement s’empoisonnera et les gens pourraient mourir et il faudra des milliards de dollars pour nettoyer le gâchis.

La dernière fois que cela s’est produit, c’était il y a moins d’une décennie, lorsqu’un tremblement de terre massif suivi d’une série de tsunamis a provoqué un effondrement de la centrale électrique de Fukushima Daiichi au Japon. Mais une nouvelle génération de réacteurs mise en ligne dans les prochaines années vise à faire de ce type de catastrophe une chose du passé. Non seulement ces réacteurs seront plus petits et plus efficaces que les centrales nucléaires actuelles, mais leurs concepteurs affirment qu’ils seront pratiquement à l’épreuve de l’effondrement. Leur secret? Des millions de grains d’uranium submillimétriques emballés individuellement dans des coques de protection. Ça s’appelle du carburant Triso, et c’est comme un gobstopper radioactif.

Le triso – qui est une particule tristructurale ISOtropique, si vous devez le savoir – est fabriqué à partir d’un mélange d’uranium faiblement enrichi et d’oxygène, et est entouré de trois couches alternées en graphite et en céramique appelée carbure de silicium. Chaque particule est plus petite qu’une graine de pavot, mais sa coque en couches peut protéger l’uranium à l’intérieur de la fusion, même dans les conditions les plus extrêmes qui pourraient se produire dans un réacteur.

Paul Demkowicz est le directeur du programme avancé de développement et de qualification des réacteurs à gaz au Idaho National Laboratory, et une grande partie de son travail consiste à simuler les pires scénarios pour les réacteurs nucléaires de prochaine génération. Au cours des dernières années, Demkowicz et ses collègues ont effectué des tests de qualification sur le combustible Triso qui impliquent de les placer dans un réacteur et de monter la température. La plupart des réacteurs nucléaires fonctionnent aujourd’hui bien en dessous de 1000 degrés Fahrenheit, et même les réacteurs à haute température de la prochaine génération atteindront environ 2000 degrés. Mais lors des tests INL, Demkowicz a démontré que Triso pouvait résister à des températures de réacteur supérieures à 3200 degrés Fahrenheit. Sur 300 000 particules, aucun revêtement Triso n’a échoué pendant le test de deux semaines.

« Dans les nouvelles conceptions de réacteurs, il est pratiquement impossible de dépasser ces températures, car le type de réacteur s’arrête lorsqu’il atteint ces températures élevées », explique Demkowicz. « Donc, si vous prenez ces conceptions de réacteurs et les combinez avec un combustible capable de supporter la chaleur, vous avez essentiellement un réacteur à l’épreuve des accidents. »

Dans un réacteur nucléaire conventionnel, la principale ligne de défense contre une fusion est la barre de contrôle du combustible, que les exploitants de centrales électriques utilisent pour contrôler le taux de fission dans le cœur. Si les choses deviennent trop chaudes, elles poussent plus de tiges dans le noyau pour que le taux de fission et la température baissent. Chaque réacteur nucléaire en fonctionnement dans le monde est également installé dans une structure de confinement massive conçue pour empêcher les matières radioactives de s’échapper en cas de problème.

Mais avec le carburant Triso, ces caractéristiques de sécurité sont redondantes, car chaque particule est efficacement enveloppée dans une tige de commande. Cela ouvre la porte à des conceptions de petits réacteurs qui n’auraient pas été possibles auparavant. «Maintenant, vous n’avez plus à construire ce grand récipient de confinement qui coûte des centaines de millions de dollars pour un réacteur, car le combustible transporte son propre confinement», explique Joel Duling, président du groupe des opérations nucléaires de BWXT, une entreprise. qui fait du combustible Triso et des réacteurs nucléaires. «Ainsi, vous pouvez avoir un réacteur qui tient dans un conteneur de fret et qui a toujours toutes les caractéristiques de sécurité d’un réacteur commercial traditionnel.»

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Written by Naruto Uzumaki

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