Le gouvernement fédéral donne son feu vert à la construction d'un nouveau réacteur de recherche à Mol. Les promoteurs parlent d'une technologie qui se débarrasse des déchets à vie longue. Mais le projet fait aussi froncer les sourcils.
Alors que plusieurs tonnes de charbon sont brûlées chaque jour dans une centrale électrique au charbon, le combustible d'un réacteur nucléaire – sous la forme d'un faisceau de barres de combustible nucléaire – dure des années. Et même alors, seule une petite partie de l'uranium est brûlée. Après utilisation, le combustible nucléaire usé, qui est temporairement stocké dans des installations de refroidissement, est toujours constitué en grande partie d'uranium (environ 93 % de la masse). Le reste se compose de plutonium (un pour cent), d'actinides tels que l'américium, le neptunium et le curium (ensemble moins d'un demi pour cent), d'une série de produits de fission (cinq pour cent) et d'une fraction résiduelle minimale.
Jusqu'au moratoire belge de 1993, le combustible nucléaire irradié des centrales de Doel et de Tihange était « retraité ». L'uranium a été séparé du plutonium, des actinides et des produits de fission. C'est arrivé à l'usine Areva de La Hague, en Normandie. Un nouveau combustible nucléaire a ensuite été fabriqué avec l'uranium et le plutonium récupérés. La fraction résiduelle a été vitrifiée, emballée et renvoyée à Dessel, où elle est conservée dans des bunkers (au-dessus du sol) pour un stockage temporaire.
L'avantage du retraitement est que le plutonium (hautement radioactif et à vie longue) est réutilisé, de sorte qu'il n'a pas besoin d'être stocké et plus tard (éventuellement) stocké profondément sous terre. Mais les fractions (beaucoup) plus petites d'actinides, ainsi que certains produits de fission, sont également hautement radioactifs et à vie longue – et ce pendant plusieurs centaines de milliers d'années. Les comprimer et les vitrifier en déchets C (la catégorie la plus dangereuse) est une option, mais cela signifie qu'ils doivent être soigneusement séparés des personnes et de l'environnement pendant des milliers de générations.
Cependant, il existe également une solution pour les déchets hautement radioactifs à vie longue qui ne peuvent pas être « recyclés » par retraitement. Après tout, il peut être "transmuté". Les noyaux radioactifs sont bombardés de neutrons de haute énergie, après quoi ils se désintègrent en d'autres isotopes qui sont encore radioactifs, mais ont une demi-vie beaucoup plus courte (ils ne sont actifs que pendant quelques centaines d'années, ils appartiennent donc au groupe le moins catégories de déchets dangereux A et B).
La transmutation en tant que processus est connue depuis longtemps des physiciens nucléaires, et dans des pays comme la Russie et la France, il existe (ou il y avait) des réacteurs de recherche avec lesquels la technologie est étudiée en profondeur. Mais en raison du risque accru d'accidents dans ces réacteurs dits surgénérateurs (qui ne sont pas refroidis à l'eau mais, par exemple, au sodium hyperréactif) et en raison du risque accru de prolifération (les réacteurs surgénérateurs sont idéaux pour la production de Pu -239, qui est utilisé dans les armes nucléaires), ils sont tombés en disgrâce.
Mais la transmutation n'a pas à avoir lieu dans un réacteur surgénérateur. Cela peut aussi se faire dans un réacteur sous-critique, réacteur incapable d'entretenir à lui seul une réaction nucléaire en chaîne et relié à un accélérateur de particules. C'est la configuration de base du réacteur de recherche belge Myrrha, dont les premiers plans remontent à 1998, mais dont la construction - grâce aux 550 millions d'euros promis par le gouvernement fédéral la semaine dernière - peut enfin être lancée.
Bien que le concept théorique soit tout sauf nouveau, Myrrha n'est que le premier prototype d'un soi-disant système piloté par un accélérateur (ADS), dans lequel un réacteur nucléaire est alimenté par des neutrons produits par un accélérateur de particules. Cet accélérateur de particules sera construit au cours de la première phase (c'est-à-dire avec l'argent du gouvernement belge). Ce n'est que lorsque l'accélérateur sera prêt et opérationnel, en 2026, que commencera la construction du réacteur de recherche sous-critique. Dans la troisième et dernière étape, l'accélérateur de particules et le réacteur sont connectés l'un à l'autre. Tout doit être prêt d'ici 2037 au plus tard.
La construction de l'accélérateur (linéaire) pendant la première phase est déjà un défi majeur. « La fiabilité doit être extrêmement élevée », déclare Hamid Aït Abderrahim, directeur de Myrrha. « Les accélérateurs actuels, dont ceux du laboratoire de particules du Cern à Genève, fonctionnent avec des impulsions discontinues. Mais si le faisceau de protons que nous propageons dans notre réacteur contient des discontinuités, le réacteur s'arrête. Après tout, il est extrêmement sensible aux neutrons de haute énergie générés par l'accélérateur (les protons frappent une cible en métaux lourds, ndlr). En même temps, cette sensibilité extrême rend notre réacteur si sûr, car en cas de problème, nous coupons l'accélérateur et l'installation s'arrête immédiatement. Mais pour cela, nous avons besoin d'un accélérateur extrêmement fiable."
Le concept théorique derrière l'ADS remonte aux années 1940, lorsque le physicien américain Ernest Lawrence a utilisé un cyclotron pour transformer l'uranium en plutonium dans le cadre du projet Manhattan. Mais à cause d'un dysfonctionnement de l'accélérateur, l'approche a rapidement été détournée. Ce n'est qu'au début des années 1990 qu'il est revenu sur la table, faisant le lien entre la transmutation (c'est-à-dire la conversion de noyaux à vie longue en isotopes à vie moins longue) et la conduite d'un réacteur sous-critique - ce dernier était une idée de l'italien physicien Carlo Rubbia. .
"Quand on parle de transmutation, on entend en fait la fission nucléaire, donc la fission", poursuit Abderrahim. «Après tout, vous pouvez également transmuter en ajoutant des neutrons à un noyau atomique. Les deux processus ont lieu dans un réacteur nucléaire ordinaire, mais pas avec des isotopes plus lourds que l'uranium et le plutonium, tels que l'américium, le neptinium et le curium (les soi-disant actinides mineurs , éd.). Ils sont hautement radiotoxiques et ont une durée de vie extrêmement longue, c'est pourquoi nous voulons les transmuter, dans ce cas par fission. Pour cela, nous avons besoin de neutrons rapides à haute énergie. Il ne fonctionnera pas avec des neutrons "thermiques" lents dans un réacteur ordinaire.'
Le problème avec les neutrons rapides est qu'ils sont ralentis par l'eau, qui est souvent utilisée comme liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires ordinaires. Les réacteurs à neutrons rapides sont donc refroidis avec d'autres substances, comme du sodium liquide (dans l'ancien surgénérateur français Phénix) ou un mélange plomb-bismuth (dans Myrrha). Ces fluides caloporteurs n'inhibent pas les neutrons, ni n'entravent les réactions nucléaires et la transmutation. Les neutrons rapides ne doivent pas nécessairement être générés avec un accélérateur de particules, comme avec Myrrha. Ils peuvent également être produits dans des réacteurs surgénérateurs critiques – ces réacteurs sont appelés ainsi parce qu'ils produisent en permanence du nouveau combustible nucléaire, sous forme de plutonium. Les réacteurs surgénérateurs sont capables de maintenir leur propre réaction en chaîne et ne nécessitent donc pas de lecteur externe. Mais c'est d'emblée leur point faible, ce qui fait que personne n'a envie d'en construire un aujourd'hui.
Ainsi, la plupart des neutrons (très) rapides de Myrrha ne seront pas produits dans le réacteur, mais dans la pièce intermédiaire entre l'accélérateur et le réacteur, ce qui présente l'avantage supplémentaire que le réacteur est "hyper contrôlable". Selon Abderrahim, les actinides mineurs grâce à des techniques de séparation avancées (un processus appelé partitionnement ) sont extraits du combustible usé et ensuite convertis en isotopes à demi-vie plus courte, éliminant ainsi le besoin de vitrification. "Combinée à un retraitement complet, la transmutation peut conduire à une réduction du volume des déchets radioactifs d'un facteur 100. Mais le temps de séparation des déchets est également raccourci, passant de plusieurs centaines de milliers à plusieurs centaines d'années. Cela correspond à un déplacement des déchets de la catégorie C vers la catégorie B, voire A."
Le peu de sens d'une transmutation sans retraitement complet du combustible irradié implique que l'uranium et le plutonium recyclés doivent trouver un repreneur. Dans un monde où l'énergie nucléaire en tant que source d'énergie est en déclin - certainement en Europe - on peut se demander si le retraitement est encore utile. "Même en France, on voit la popularité de l'énergie nucléaire décliner, ce qui pourrait conduire à un rétrécissement de l'arsenal de réacteurs, constate Jan Vande Putte, expert nucléaire chez Greenpeace. « Le plutonium a un coût négatif depuis des années. Personne n'en veut.'
Si Myrrha est présentée comme le (dernier) maillon d'un système fermé qui réduit la quantité de déchets et la durée pendant laquelle ces déchets sont dangereux, alors le coût devrait être payé en totalité par les producteurs de déchets nucléaires, selon Vande Putte. Les compagnies d'électricité veulent se débarrasser de leurs déchets nucléaires le moins cher possible. Un producteur comme Engie voudra absolument éviter un tel traitement du combustible nucléaire irradié qui est aujourd'hui entreposé à Doel et Tihange, car cela entraîne des coûts élevés.'
L'expert de Greenpeace ne voit pas Myrrha comme une "installation de recherche innovante" (comme le projet est annoncé sur le site du Centre d'Etudes Nucléaires Belge), mais plutôt comme un nouveau réacteur au plutonium pour servir le développement des réacteurs de quatrième génération, le réacteur humide rêve de la filière nucléaire.
