« Plus aucun déchet radioactif existe » : cette révolution énergétique russe bouleverse l’atome mondial et terrorise l’industrie nucléaire occidentale

La récente avancée technologique réalisée par la division Combustible de Rosatom marque une étape significative dans le domaine de l’énergie nucléaire. La conception et l’acceptation d’un nouvel assemblage de combustible nucléaire, le OS-5, dédié aux réacteurs à neutrons rapides de quatrième génération, illustrent les efforts continus de la Russie pour développer des technologies nucléaires avancées. Ce développement vise à non seulement améliorer l’efficacité énergétique, mais aussi à réduire les déchets nucléaires, en s’inscrivant dans le cadre du projet ambitieux Proryv, ou « Breakthrough », de Rosatom.

Technologies de cycle fermé du combustible nucléaire

Le projet Proryv de Rosatom a pour but de mettre en place des technologies permettant un cycle fermé du combustible nucléaire. Cela implique le retraitement du combustible usé afin de séparer le plutonium et d’autres actinides des produits de fission. Ces matériaux récupérés sont ensuite réutilisés pour fabriquer un nouveau combustible, réduisant ainsi le volume et la radiotoxicité à long terme des déchets nucléaires finaux. Le réacteur BREST-OD-300, d’une capacité de 300 MWe, est au cœur de cette initiative. Il servira de centre à un complexe énergétique pilote qui intégrera des installations de fabrication, de refabrication et de retraitement du combustible sur site.

Si ce réacteur de démonstration s’avère efficace, Rosatom prévoit de développer une version commerciale de 1200 MWe, le BN-1200M. Cette approche novatrice pourrait transformer la manière dont l’énergie nucléaire est gérée, rendant le processus plus durable et moins générateur de déchets.

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Températures de fonctionnement du combustible réduites

La conception du nouvel assemblage de combustible OS-5 inclut une sous-couche de métal liquide, dont l’objectif est de modifier les caractéristiques de performance des éléments combustibles. Ce développement, réalisé à l’usine chimique de Sibérie dans la région de Tomsk, devrait permettre une réduction des températures de fonctionnement du combustible tout en maintenant les paramètres de refroidissement.

La diminution de la dilatation thermique des pastilles de combustible uranium-plutonium est un avantage clé. Dans les éléments combustibles nucléaires, les pastilles de combustible sont contenues dans un tube métallique protecteur appelé gainage. Une dilatation excessive des pastilles peut exercer une pression mécanique sur le gainage, risquant de le dépressuriser ou de le briser. En atténuant cette dilatation, le design OS-5 vise à améliorer la fiabilité opérationnelle et le profil économique du combustible.

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Avant son utilisation, ce combustible innovant doit être approuvé par Rostekhnadzor, l’autorité fédérale russe de régulation nucléaire. Une fois approuvé, l’assemblage OS-5 est prévu pour une opération industrielle pilote dans le réacteur BN-600, situé à la centrale nucléaire de Beloyarsk dans la région de Sverdlovsk.

Profondeur de combustion accrue

Mikhail Skupov, directeur général adjoint de l’Institut de recherche Bochvar, a commenté les objectifs du programme. Il a souligné que la première génération de combustible SNUPP pour le chargement initial du BREST-OD-300 avait une combustion de 6 % des atomes lourds. L’objectif est d’augmenter progressivement cette profondeur de combustion à une valeur moyenne de 12 %.

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La combustion est une mesure de l’efficacité du combustible, indiquant la quantité d’énergie extraite du combustible. Des valeurs de combustion plus élevées conduisent à des cycles de combustible plus longs et à une réduction des déchets par unité d’énergie générée. Rosatom, par l’intermédiaire de sa division combustible TVEL, avait déjà introduit une nouvelle centrifugeuse à gaz de dixième génération qui représente un saut significatif dans les capacités d’enrichissement de l’uranium.

Ces centrifugeuses à gaz sont des composants clés dans l’enrichissement de l’uranium, un processus qui augmente la concentration de l’isotope uranium-235, utilisé comme combustible dans les réacteurs nucléaires.

Perspectives futures pour Rosatom

Le développement de l’assemblage de combustible OS-5 par Rosatom pourrait bien révolutionner le secteur de l’énergie nucléaire. Cette avancée s’inscrit dans une stratégie plus large visant à rendre l’énergie nucléaire plus durable et efficace. En se concentrant sur la réduction des températures de fonctionnement et l’augmentation de l’efficacité énergétique, Rosatom montre la voie vers un avenir où les réacteurs à neutrons rapides pourraient devenir la norme.

À long terme, la réussite du projet BREST-OD-300 pourrait encourager d’autres pays à adopter des technologies similaires, façonnant ainsi le paysage énergétique mondial. Alors que le monde cherche à réduire sa dépendance aux combustibles fossiles, la question se pose : ces innovations dans le secteur nucléaire pourraient-elles offrir une solution viable aux défis énergétiques mondiaux ?