Les réacteurs à sels fondus (également appelés « MSR » ou « molten salt reactors ») sont l’une des nombreuses innovations dans le monde de l’énergie nucléaire.

Le milliardaire de la technologie Bill Gates est déjà l’un des nombreux grands noms fascinés par cette technologie : la centrale nucléaire que sa société TerraPower est en train de construire dans l’État américain du Wyoming, par exemple, contient un système de stockage d’énergie basé sur les sels fondus. Il peut faire office de batterie et peut aussi fournir un surcroît d’énergie pouvant atteindre 500 MW (mégawatts) pendant plus de cinq heures.

Plus récemment, il a été rapporté que l’entreprise canado-britannique Moltex a terminé la conception d’un nouveau MSR et vise à le rendre opérationnel d’ici 2029.

Mini

Entre-temps, un mini réacteur à sels fondus semble avoir été conçu.

Ce micro-réacteur pourrait fournir suffisamment d’énergie pour alimenter 1 000 foyers, selon le professeur Matthew Memmott, dont l’équipe est à l’origine de cette conception. La puissance du réacteur à sels fondus devrait être d’environ 10 MWe.

L’équipe de recherche de Memmott a déclaré que tout ce qui est nécessaire au fonctionnement de ce réacteur (qui mesure 1,2 x 2,1 mètres) a été conçu pour tenir dans un camion de 12 mètres. Outre l’avantage de ne pas avoir besoin d’un site tentaculaire, cela signifie également que le mini-MSR peut fournir du courant dans des endroits très reculés.

« L’équivalent d’une puce de silicium »

« Au cours des 60 dernières années, les gens ont eu la réaction instinctive que l’énergie nucléaire était mauvaise, encombrante et dangereuse », a déclaré Memmott dans un communiqué de presse.

« Cette perception est basée sur les problèmes potentiels des réacteurs de première génération, mais le réacteur à sels fondus est l’équivalent d’une puce de silicium », explique-t-il. « Nous pouvons avoir des réacteurs plus petits, plus sûrs et moins chers et éliminer ces problèmes ».

La puce de silicium a permis aux ordinateurs de devenir de petits appareils efficaces tels qu’on les connait aujourd’hui.

Différence avec les réacteurs nucléaires ordinaires

Les MSR sont donc considérés comme la next big thing. Mais en quoi sont-ils différents des réacteurs nucléaires « ordinaires » ?

Le réacteur nucléaire standard utilisé est le réacteur à eau. Les atomes d’uranium sont divisés pour créer de l’énergie, et les produits qui restent dégagent d’énormes quantités de chaleur. Ils sont stockés dans des barres de combustible solide, et de l’eau passe dedans pour que tout reste suffisamment froid.

S’il n’y a pas assez d’eau de refroidissement, les barres peuvent surchauffer et toute la centrale risquent de fondre (meltdown). La solution de l’équipe de Memmott consiste à stocker ces éléments radioactifs dans du sel fondu au lieu de barres de combustible.

Risque de fusion confronté

Au MSR de l’université Brigham Young, tous les sous-produits radioactifs sont dissous dans du sel fondu pendant et après la réaction nucléaire.

Les éléments nucléaires peuvent dégager de la chaleur ou de la radioactivité pendant des centaines de milliers d’années à mesure qu’ils se refroidissent lentement. C’est pourquoi les déchets nucléaires sont si dangereux (et pourquoi il est encore si difficile de trouver un endroit où les stocker).

Cependant, le sel a une température de fusion extrêmement élevée – 550 °C – et il ne faut pas longtemps pour que la température de ces éléments dans le sel descende en dessous du point de fusion. Une fois que le sel cristallise, la chaleur rayonnée est absorbée dans le sel (qui ne fond pas à nouveau), éliminant ainsi le danger d’une fusion.

« Recycler le sel indéfiniment »

Un autre avantage de cette conception est donc de pouvoir éliminer les dangereux déchets nucléaires, souligne l’université américaine. Les produits de la réaction sont contenus en toute sécurité dans le sel et n’ont pas besoin d’être stockés ailleurs. En outre, nombre de ces produits sont précieux et peuvent être extraits du sel et vendus.

Le molybdène-99, par exemple, est un élément extrêmement coûteux utilisé dans la recherche en imagerie médicale et les scanners. Le cobalt 60, l’or et le platine, entre autres, peuvent également être extraits du sel, ce qui pourrait éliminer les déchets nucléaires.

« Lorsque nous avons extrait les éléments précieux, nous avons découvert que nous pouvions également extraire l’oxygène et l’hydrogène », a déclaré M. Memmott. « Grâce à ce procédé, nous pouvons rendre le sel complètement propre à nouveau et le réutiliser. Nous pouvons recycler le sel indéfiniment. »

BL