Une entreprise russe a conçu un procédé de production pour le fluorure de lithium-7, qui sera employé dans les réacteurs à sels fondus. Ce fluorure est obtenu par synthèse en phase solide, une méthode innovante pour le pays.
Ce développement est particulièrement déterminant pour la Russie, car jusqu’à présent, la production industrielle de fluorure de lithium-7 (Li-7) n’a pas été réalisable. Selon Rosatom, cette nouvelle méthode de production est respectueuse de l’environnement puisqu’elle préserve l’isotope précieux du lithium et réduit les déchets contenant du fluor.
Un développement essentiel pour les réacteurs à sels fondus
Mikhail Metelkin, directeur général de Rosatom Chimie, a souligné que la mise au point de cette technologie représente un avancement majeur pour atteindre l’objectif ambitieux de créer des réacteurs à sels fondus. C’est un pas important vers un avenir énergétique à la fois durable et sécurisé. Il a également mentionné que leur centre de recherche et développement pourrait éventuellement étendre le procédé pour établir une installation capable de produire jusqu’à une tonne par an.
Des rapports indiquent que le fluorure de lithium-7 servira de refroidissant dans ces réacteurs. Les réacteurs à sels fondus (MSR) utilisent des sels fluorés fondus comme principal fluide de refroidissement, fonctionnant à faible pression. Bien que le concept ne soit pas entièrement révolutionnaire pour les combustibles solides, l’idée d’incorporer les combustibles fissiles et fertiles dans le sel marque un changement de paradigme par rapport aux réacteurs classiques. Cependant, cette approche a déjà été envisagée auparavant, comme le précise l’Association mondiale nucléaire.
Utilisation variée des sels dans les réacteurs
L’Association souligne que les réacteurs à sels fondus peuvent fonctionner avec des spectres de neutrons épithermiques ou rapides et peuvent utiliser divers combustibles. L’engouement actuel pour les réacteurs MSR est surtout axé sur l’utilisation du thorium pour produire de l’uranium-233 fissile, nécessitant un matériau fissile initial comme le plutonium-239. Il existe plusieurs concepts de conception de MSR, chacun présentant des défis intéressants pour leur commercialisation, surtout ceux utilisant le thorium.
En juillet, Rosatom a annoncé que la première phase des travaux de conception pour un réacteur à sels fondus était achevée. Le travail de conception devrait se prolonger jusqu’en 2027, englobant l’élaboration de conceptions techniques pour l’installation des réacteurs ainsi que pour le complexe de préparation du combustible.
Les sels utilisés comme fluide de refroidissement principal, principalement le fluorure de lithium-beryllium et le fluorure de lithium, demeurent liquides sans pression de 500°C à 1400°C. Cela contraste fortement avec les réacteurs à eau pressurisée (PWR) qui fonctionnent à environ 315°C sous une pression de 150 atmosphères.
Des études ont révélé que le lithium-7 a deux applications importantes dans le domaine de l’énergie nucléaire en raison de sa transparence vis-à-vis des neutrons. Sous forme d’hydroxyde, il est essentiel en petites quantités pour le bon fonctionnement des systèmes de refroidissement des PWR, car il aide à stabiliser le pH et à réduire la corrosion dans le circuit primaire. En tant que fluorure, il devrait connaître une demande croissante pour les réacteurs à sels fondus. Toutefois, pour les deux usages, une pureté élevée du Li-7 est nécessaire afin d’éviter la formation de tritium par capture de neutrons.
FAQ
Quels sont les principaux avantages du fluorure de lithium-7 ?
Le fluorure de lithium-7 est essentiel pour son efficacité en tant que refroidissant, sa contribution à la réduction des déchets et son respect de l’environnement.
Comment fonctionne un réacteur à sels fondus ?
Un réacteur à sels fondus utilise des sels fluorés liquides à des températures élevées comme fluide de refroidissement, permettant une meilleure efficacité thermique tout en réduisant la pression de fonctionnement.
Quelle est la différence entre les réacteurs à sels fondus et les réacteurs à eau pressurisée ?
Les réacteurs à sels fondus opèrent à des températures plus élevées et à des pressions largement inférieures, alors que les réacteurs à eau pressurisée nécessitent des pressions élevées pour maintenir l’eau à l’état liquide.
Quel rôle le thorium joue-t-il dans les réacteurs à sels fondus ?
Le thorium est un matériau fertile qui peut être converti en uranium-233 fissile, rendant son utilisation cruciale pour créer un approvisionnement en combustible durable.
Quelle est l’importance de la pureté du lithium-7 dans son application ?
Une pureté élevée de lithium-7 est cruciale pour éviter des réactions indésirables, telles que la formation de tritium, qui pourrait compromettre les performances et la sécurité des réacteurs.
