Lancé vers une source d’énergie nucléaire plus sécurisée
Le réacteur de recherche phare de l’Allemagne a récemment franchi une étape majeure dans sa quête pour un combustible nucléaire plus sûr. Les nouvelles plaques de combustible à base d’uranium faiblement enrichi conçues pour le réacteur de recherche FRM II ont réussi des tests d’irradiation rigoureux, ce qui marque un tournant significatif dans le processus de conversion de ce réacteur, habituellement alimenté par de l’uranium hautement enrichi.
Ces tests ont été réalisés dans le cadre d’une collaboration soutenue par l’Union européenne, impliquant la société française Framatome, l’Université Technique de Munich (TUM), ainsi que plusieurs partenaires de recherche européens. Les plaques de combustible ont été fabriquées par Framatome dans le cadre d’un projet de recherche européen et ont subi deux cycles d’irradiation au réacteur BR-2, situé au Centre de Recherche Nucléaire de SCK CEN à Mol, en Belgique.
Un environnement d’essai robuste
Le cadre de test était spécialement conçu pour simuler les conditions rudes qui prévalent dans le réacteur FRM II, situé à Garching, près de Munich. D’après l’équipe de recherche, ces plaques nouvellement développées ont résisté aux conditions d’irradiation sans aucune défaillance, un résultat qui n’avait pas pu être atteint par les matériaux candidats antérieurs. Pour le FRM II, utilisé par des scientifiques du monde entier pour des recherches neutroniques, cette réussite représente une avancée technique déterminante.
Le professeur Christian Pfleiderer, directeur scientifique du FRM II, a souligné que ces résultats confirment leur stratégie d’adoption de combustibles faiblement enrichis. Il a également indiqué que cela constitue un élément essentiel pour la demande de licence qui sera soumise aux autorités d’ici la fin de l’année. La sécurité opérationnelle du réacteur de recherche, a-t-il précisé, reste la priorité absolue.
Vers un combustible plus sûr
Le succès de ces tests permet à FRM II d’accélérer sa transition vers un combustible contenant moins de 20% d’uranium-235, une démarche en accord avec les efforts internationaux de non-prolifération. La licence d’exploitation du réacteur exige déjà cette conversion, dès qu’un combustible adéquat sera disponible, ce qui a orienté les recherches à la TUM pendant plus de 20 ans.
Après des années d’essais, les chercheurs ont finalement choisi l’uranium-molybdène monolithique comme solution la plus prometteuse. Ce matériau offre une très haute densité d’uranium tout en maintenant une stabilité structurelle lors d’une intense irradiation par les neutrons. Selon le professeur Christian Reiter de la TUM, les conceptions de cœur du réacteur ont été davantage développées, notamment en réduisant la quantité de combustible utilisée, tout en préservant les performances scientifiques du FRM II durant le cycle d’exploitation de 60 jours.
Un processus de développement rigoureux
Le processus de développement du combustible a débuté en 2019 et a impliqué une combinaison de science des matériaux, de physique des réacteurs et d’expertise en fabrication. La campagne d’irradiation au BR-2 a fourni la preuve finale que le combustible pouvait résister aux conditions réelles d’un réacteur.
Les résultats d’irradiation vont maintenant contribuer directement à la demande de licence du FRM II, prévue pour 2025. Un feu vert réglementaire ouvrirait la voie à la conversion du réacteur et à son exploitation continue avec du combustible faiblement enrichi. Au-delà du FRM II, cette recherche pourrait également influencer d’autres réacteurs de recherche à l’échelle mondiale qui doivent faire face à la nécessité de réduire l’usage de l’uranium hautement enrichi tout en maintenant leur efficacité.
La collaboration entre TUM et Framatome, soutenue par des partenaires européens, annonce une nouvelle ère de combustibles sûrs et efficaces pour les réacteurs de recherche au niveau mondial. Si ce nouveau design est approuvé, il permettra au FRM II de continuer à soutenir des recherches variées, allant de la fusion nucléaire à la production de radio-isotopes médicaux, avec une solution de combustible en adéquation avec les objectifs modernes de sécurité et de non-prolifération.
FAQ
Quels sont les avantages de l’uranium faiblement enrichi par rapport à l’uranium hautement enrichi ?
L’uranium faiblement enrichi présente moins de risque de prolifération nucléaire et est généralement considéré comme plus sûr, étant donné qu’il est moins susceptible d’être utilisé dans des applications militaires.
Quels types de recherches peuvent bénéficier de FRM II ?
FRM II est utilisé pour des recherches en physique nucléaire, en sciences des matériaux, en imaging médical, ainsi que pour développer des techniques dans le domaine de la fusion et de la fission nucléaire.
Comment le FRM II se compare-t-il à d’autres réacteurs de recherche ?
Chaque réacteur de recherche a ses propres spécificités, mais le FRM II est reconnu pour sa capacité unique à produire des neutrons de haute qualité, ce qui le rend précieux pour divers travaux de recherche.
Quelle est la durée du cycle d’exploitation du FRM II ?
Le cycle d’exploitation du FRM II est actuellement de 60 jours, durant lesquels le réacteur peut réaliser une série de recherches et d’expérimentations.
Quand le FRM II sera-t-il converti au nouveau combustible ?
La conversion du FRM II au combustible faiblement enrichi est prévue dès que le processus de demande de licence, qui doit être soumis en 2025, sera validé par les autorités réglementaires.
