tag:linuxfr.org,2005:/tags/kaboum/publicLinuxFr.org : les contenus étiquetés avec « kaboum »2011-04-15T15:22:16+02:00/favicon.pngtag:linuxfr.org,2005:Diary/309842011-04-10T23:24:58+02:002011-05-11T17:06:08+02:00fusion ou fission autour du nucléaire ?Licence CC By‑SA http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr<p>Journal proposant de faire un point sur le nucléaire. Si vous lisez ce journal, vous êtes invités à lire les commentaires aussi : des précisions, voire des corrections, pourraient y être apportées. En italique sont inscrites des notes, sur le sievert en particulier, qui ne sont plus tout à fait objectives (si tant est qu'on puisse l'être, on peut au moins s'en approcher), veillez à ne pas prendre ces notes de la même manière. Pro-nucléaires et anti-nucléaires : moinssez directement ce journal, il n'est ni l'un ni l'autre et risque de gratter les deux.</p>
<p>Un peu de vocabulaire ... </p>
<p><strong>Les unités courantes de mesure</strong> </p>
<ul><li><p>CURIE : unité obsolète de mesure, tendait à mesurer le nombre de désintégration atomique.</p></li>
<li><p>RAD : unité obsolète de mesure. Mesure l'énergie déposée dans la matière par les rayonnements ionisants.</p></li>
<li><p>GRAY : remplaçant du RAD (1 gy = 100 rad), un joule dans un kg de matière.</p></li>
<li><p>BECQUEREL : Remplaçant du CURIE. Un becquerel équivaut à une désintégration, par des rayonnements ionisants, d'un noyau par seconde. (37 milliards de Becquerel = 1 curie)</p></li>
<li><p>SIEVERT : Censé mesurer la dose efficace. Cette unité est une moyenne des rayonnements en présence, d'abord. Puis une moyenne de ce chaque type de rayonnement fait à chaque organe humain. Cette unité est donc issue de recherche statistique, et ne présente qu'une moyenne de moyennes...</p></li>
</ul><p><em>Note : on peux constater une double évolution : à mesure que la possibilité de quantifier s'est affinée, certaines unités ne sont plus utilisées. D'ailleurs l'adjectif obsolète ne concerne que la France, les pays anglo-saxons continuant d'utiliser les unités historiques. Le fameux Sievert, qui est à la fois une représentation (une moyenne des radiations en présence appliquée à une moyenne des effets sur chaque organe du corps<br />
humains) fine et utile certainement, mais à la fois insuffisante seule : cette unité devrait certainement être pondérée de manière permanente par la connaissance du type de rayonnement. Si ce dernier est pris en compte dans cette unité, il reste néanmoins une imprécision médicale tant que les types de rayonnements en présence sont obfusqués. On peux dire sans ambiguïté que cette unité, plus précisément son usage actuel, sert à noyer le poisson actuellement. <br />
Le facteur de pondération entre rayonnement Alpha et Gamma est de 20 pour 1 dans cette unité Sievert... Mettons au défi un choix entre : encaisser pendant 1 heure 1 sievert de pur alpha ou pendant 1 heure 20 fois moins de sievert de pur Gamma... Que choisirez vous ? Pourtant la mesure sievert nous dirait qu'il s'agit de la même chose, puisqu'il compense en lui même... Pourtant on comprends aisément que ce n'est pas du tout la même chose. On comprend aussi pourquoi les anglo-saxons continuent d'utiliser de vraies unités de mesure.</em></p>
<p>D'autres termes, "dose", "dose absorbée" et "équivalent de dose" sont utilisés dans le même but : avoir une moyenne parfaitement scientifique, prouvée, éprouvée et sérieuse, mais leur solitude les rend presque ineptes, du moins bien insuffisants. </p>
<p><strong>Les types courants de rayonnements ionisants</strong> </p>
<ul><li><p>Alpha : Noyaux d'hélium4 (contenant deux protons et deux neutrons). Fortement ionisants mais peu pénétrants : une feuille de papier suffit à arrêter ce rayonnement.</p></li>
<li><p>Bêta : Électrons purs, seuls. Une feuille d'aluminium arrête ce rayonnement.</p></li>
<li><p>Gamma (ou X) : Photons : peu ionisants mais très pénétrants. Seul le plomb, ou une forte épaisseur de béton classiquement, les arrêtent. </p></li>
</ul><p>D'autres existent bien sûr, tel le beta+ le beta-, le y...</p>
<p><em>Questions sur les rayonnements : que signifie <strong>exactement</strong> le verbe arrêter, ici ?</em><br /><br />
Indices : le 'rayonnement de freinage' et la 'haute énergie'... Parce que la feuille de papier ne suffit pas toujours...</p>
<p>Chaque puissance de chaque type de rayonnement peut être stoppée par différents moyens (aluminium, eau, air, sable, plexiglass, verre, béton, verre plombé, acier, béton barité, plomb, ...). L'atténuation naturelle, aussi nommée décroissance radioactive, interviendra comme seule protection efficace. Cette décroissance radioactive utilise la "demi vie" comme unité de mesure courante : soit le temps nécessaire pour que le nombre de noyaux radioactifs soit divisé par deux. L'iode 131 a une demi vie de 8 jours.. Le Plutonium, présent dans le MOX, dont certaines quantités ont été rejetées dans la nature à Fukushima, à une demi-vie (moyenne, selon l'isotope) de 80 millions d'années tout en présentant la quasi totalité du spectre des rayonnements ionisants...</p>
<p>Parmi ces protections il en existe une qui a eu un succès retentissant ces derniers temps : les pilules d'iode... Ces pilules agissent en permettant à des éléments de prendre place dans les organes, et en les saturant elles les protégeront d'une absorption d'un équivalent mais radio-actif. La plus connue est la protection pour la thyroĩde. De plus, elles contiennent des chélateurs : un pour l'iode 131 et un autre pour le Césium 137 (sans assurance, cependant [sources introuvables] que la version civile contienne tout ça, ou juste un peu d'iode). Le terme militaire de ces pilules est "plutonium transplutonien des terres rares : DTPA", et leur durée de validité ne dépasse pas les six mois. Le stockage est difficile et la production permanente.</p>
<p>Les autorités ont été submergées d'appels, les pharmacies de requêtes. La faute à la stupidité et l'inconséquence des relais médiatiques télévisés et écrits. Même un grand journal comme Le Figaro ayant écrit que cela "protège de la radioactivité" : cela ne protège pas du tout de la radio-activité ambiante : cela permet d'éliminer plus vite certains vecteurs, et élements, de radioactivité qui ont infiltrés un corps. La poussière inhalée et l'eau absorbée, par exemple, vont être sources de dépôts de matières radioactives dans l'organisme : en saturant d'iode la thyroïde on évite une fixation prolongée, puis en mettant en route une chélation on va permettre à l'organisme de capturer ses éléments pour une élimination plus rapide._</p>
<p>Encore une fois, comme pour le sievert, on mesure ici la conséquence des résumés "pour faciliter la compréhension", générant en fait une mal-connaissance, au final quelque chose de faux. Question : pourquoi les spécialistes ont laissés faire cela et n'ont donnés aux journalistes les informations précises dont ils avaient besoin ?</p>
<p><strong>Les types courants de réacteurs</strong></p>
<ul><li><p>BWR : Eau Bouillante.<br /><br />
Type de réacteurs utilisés à Fukushima. De conception rudimentaire mais simple (un seul circuit, une seule enceinte de confinement). Il s'agit d'un circuit fermé à ré-injection, comme une simple chaudière.</p></li>
<li><p>PWR : Eau pressurisée.<br /><br />
Le type le plus répandu à l'heure actuelle sur l'ensemble des continents.</p></li>
<li><p>PTR : Tubes de Force.<br /><br />
"pool test reactor" À cheval entre civil et militaire (le combustible utilisé pouvant aller jusqu'à 20%, et au-delà peut être, d'enrichissement)... </p></li>
<li><p>FBR : sur-générateur.<br /><br />
A "neutrons rapides", technologie issu des RNR. Réacteur sans modération, aucun n'est encore exploité en France. SuperPhoenix en était un. ASTRID est un projet de RNR amélioré.</p></li>
<li><p>EPR : un super-pwr.<br /><br />
Nécessite Uranium enrichi et accepte, est prévu dès la conception pour, le MOX. Issu du N4 français et du Konvoi allemand. Ce type de réacteur est le seul candidat actuellement viable pour utiliser le combustible MOX, parce que tout en lui, dès sa conception, intègre cette possibilité particulière, au-delà du seul usage de ce combustible, donc. L'EPR serait néanmoins moins coûteux que l'évolution de la plupart des centrales existantes. Mais le MOX déchet est ensuite plus dur à re-traiter.</p></li>
<li><p>HTR : Haute Température.<br /><br />
L'uranium n'est utilisé que pour amorcer la séquence. Puis du Thorium est utilisé pour l'entretien de la réaction. Ce type de réacteur serait plus sûr, car plus facilement contrôlable d'une part, et surtout sans production de Plutonium d'autre part...</p></li>
<li><p>SSR : Haute Température refroidie à la vapeur.<br /><br />
Variante, significative, du htr.</p></li>
</ul><p><strong>Le MOX</strong> </p>
<p>Pour comprendre le MOX, un mot sur le cycle du nucléaire, des divers combustibles en présence :</p>
<ul><li><p>Extraction et purification : on obtient le fameux "yellow cake" (composé de 75% d'uraniums : uranium 235 et pour moins de 1% d'uranium 238) </p></li>
<li><p>Transformation et enrichissement : Seul l'uranium 235 est actuellement fissible. Extraction chimique, chauffage et fluoration permettent d'obtenir l'hexafluorure d'uranium, un gaz. Ce gaz est alors séparé en deux afin d'en extraire, encore d'avoir un concentré de l'isotope 235 (enrichi de 3 ~ 3,5 jusqu'à 5%). Le reste est "recyclé". À noter que dans la phase d'enrichissement, on pourra produire un combustible de qualité militaire (à plus de 20% d'uranium 235 on ne considère plus le produit comme étant un produit civil. Pour atteindre une qualité militaire française : au moins 92% d'uranium 235 dans le produit fini, par exemple en ultra-centrifugeuse ... ou plus simplement par diffusion gazeuse telle qu'utilisée encore aujourd'hui aux usines de Tricastin)</p></li>
<li><p>Fabrication du combustible : Le gaz est transformé en poudre d'uranium, puis comprimé et cuite pour obtenir les fameux "crayons". La taille standard est de 4 mètres de longs pour ~ 1 cm de rayon.</p></li>
<li><p>Exploitation : Ces crayons sont utilisés tels quels pour les cœurs des centrales. Selon le type de centrale et son usage, ces crayons seront recyclés lorsqu'ils ne seront plus assez performants (quatre ans en moyenne) : ils sont alors placés dans les fameuses "piscines" où ils continueront de se "décharger" avant d'être transportables.</p></li>
<li><p>Traitement des déchets : Une fois transportés dans une usine spécialisée, ils seront replongés dans une piscine pour qu'il finissent de se "décharger", pendant une durée moyenne de 3 ans, jusqu'à 8 ans... Puis on extrait les divers éléments : essentiellement uranium et plutonium (ce dernier étant un produit de l'uranium, crée par l'exploitation des crayons en centrale). La plupart des déchets seront vitrifiés. L'uranium pourra être ré-utilisé. Le plutonium, quant à lui, sera de nouveau exploité dans un nouveau combustible, le Mixed Oxyde Fuel. </p></li>
</ul><p>Notre fameux MOX. Qui pourra se substituer à de l'uranium enrichi dans certaines centrales. Le MOX contient au moins 7% de Plutonium. Ce cercle "vertueux" (tousss fort) a un coût : les cœurs des réacteurs doivent être préparés à recevoir ce combustible particulier. Ainsi que les installations de sécurité autour. Ce combustible étant à la fois plus dangereux (plus de chaleur et plus de radioactivité : un million de fois plus radioactif pour une même quantité !) que son origine, et à la fois ayant un point de fusion deux fois inférieur à son origine !_ </p>
<p>Toutes les installations destinées à recevoir du MOX sont soit conçues pour cela dès leur origine, soit profondément modifiés pour permettre de contrôler la réaction bien sûr, mais également pour assurer la manipulation de ce combustible, et ce, tout au long de la chaîne. En France 20 réacteurs ont subi les modifications pour exploiter ce combustible. Au Japon certains des réacteurs touchés lors du tsunami exploitaient ce combustible, c'est pourquoi des rejets de plutonium ont été relevés autour de la zone de Fukushima, relevés faits et rendus publics par les autorités japonaises. Le MOX est considéré comme non ré-utilisable actuellement lorsqu'il a perdu environ 30% de son potentiel (soit 4 ans en exploitation moyenne) car le rapport manipulation-exploitation-rendement s'inverse alors pour devenir non-rentable. Il serait totalement insensé et irresponsable de vendre du MOX à un exploitant n'ayant pas fait la totalité des modifications sur ces réacteurs...</p>
<p><strong>Les types de réacteurs expérimentaux et ceux d'avenir</strong></p>
<ul><li><p>EPR.<br /><br />
L'EPR reste certainement la meilleure offre aux pays souhaitant s'équiper en centrales nucléaires à l'heure actuelle. Il est fonctionnel, et les démonstrateurs (malgré leurs coûts de développement) ont prouvés que le modèle était viable et faisait partie, au-delà de l'exploitation immédiate possible, des voies de recherches. Par contre un pays déjà fortement équipé en centrales ne semble pas avoir un quelconque intérêt à l'EPR autre que celui de vendre la technologie... C'est typiquement un réacteur pour les "petits nouveaux dans la cour du nucléaire". Son défaut était le mox-déchet : hautement toxique (en radio-activité et dans le temps). Bien que les deux (epr et mox) ne soient pas forcément liés, l'epr procure sécurité pour l'exploitation de ce combustible.</p></li>
<li><p>Réacteurs Hybrides.<br /><br />
Peut être la voie royale pour tout pays déjà fortement équipé en nucléaire. Dit hybrides car ils associent un réacteur à un accélérateur. Permettant d'ajouter un cycle dans le cycle de vie du combustible, et d'utiliser les "déchets mineurs", tels le curium, le neptunium ou l'americium (mais hautement radioactifs, rayonnement Alpha principalement, dont le niveau moyen pour ces actinides passe la feuille de papier, hein :p). Ils reprennent le principe des "neutrons rapides" afin de réduire ces déchets à l'état de déchets dont la radio-activité ne dépasse pas un siècle seulement. Le problème de ce type de réacteur est la conception à l'échelle de production, ces actinides étant plus instables, plus radio-actifs et plus rayonnant que le mox lui même. Séparer ces éléments nécessite de hautes protections... Et les stabiliser requiert un savoir faire non encore maîtrisé à l'heure actuelle (des expériences sont en cours dans l'ancien phoenix). Ce type de réacteur reste néanmoins, malgré une éclipse commerciale par les epr, une solution idéale pour compléter un parc existant.</p></li>
<li><p>Le Thorium (et les sels fondus)<br /><br />
Il n'est pas directement fissile. Néanmoins son isotope 232 est fertile (et donne de l'uranium 233). C'est donc en "véritable réaction en chaîne" qu'il pourrait être utilisé avec de nombreux avantages semble-t-il, en lieu et place de l'uranium 235. Son avantage -majeur!- est que les produits issus de son exploitation sont faiblement radio-actifs ! Autre avantage : sa grande disponibilité naturelle. Les recherches ont démarré aux USA et en France dans les années 60 à 80, et nous ne somme toujours à l'orée d'une exploitation commerciale. Mais c'est, aussi, le dernier avantage : nécessitant un haut degré technologique et une histoire du nucléaire, il assure une avance certaine aux premiers mettant en œuvre son exploitation comme cela.</p></li>
<li><p>Le couple Hélium Graphite<br /><br />
C'est le "retour du vieux" : le graphite, ici allié à l'hélium et non plus au dioxyde de carbone. Il serait "simple, sûr, plus rapide et plus rentable" que la plupart des modèles actuels. Le problème ? impossible d'avoir accès au cœur pour l'entretien... Oupss. Pourtant celui ci reste "le graal" commercial pour de nombreux acteurs. <em>Peut-être car il est simple et on peut quantifier facilement les gains</em> Ces réacteurs devraient être enterrés... Autre inconvénients : les déchets... La "sécurité passive" du cœur (dépourvue de circuit de refroidissement classique "à eau") fera en lui même des déchets très difficile à re-traiter. Mais le rapport "mise en production - rentabilité rapide" en ont fait un choix de premier plan pour quelques pays (Chine et Afrique du Sud).</p></li>
</ul><p>Voilà pour ce (petit et bien loin de l'exhaustivité) tour du nucléaire. En espérant que cela aura apporté à certains un résumé suffisamment clair. Je passe l'affront des références point à point : tout, ou presque, est disponible sur <a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Portail:Nucl%C3%A9aire">Wikipedia</a></p>
<p>Note sur le couple Helium Graphite :</p>
<p>À mon humble avis ce truc est une vraie merde. Et malheureusement déjà en production dans certains pays... (pas ici). En fait la conception du cœur, dit "à refroidissement passif" (il n'est pas refroidi par de l'eau, quelque soit le procédé il y a souvent, majoritairement, de l'eau) demande pour cela une conception radicalement différente. Quelques mots dessus :</p>
<p>Les hautes températures :<br />
L'hélium permet d'atteindre des températures de plus de 800°c parait-il (pour 400°c pour un pwr) Tout autour doit être conçu pour supporter cela (...) Un circuit classique de dissipation de la chaleur pour exploitation est in-envisageable. On recours donc à un combustible particulier : des "billes" d'oxyde d'uranium (ou de plutonium, ou de plutonium militaire) noyées dans du graphite. Une fois ces éléments pressés ensemble, ces plaques seront plongées dans un "bain", un flux, d'hélium. Cette invention est un déchet (...), en fait, des recherches sur le moteur VASIMR. Les avantages sont nombreux : le cœur ne peut pas fondre, le rendement passe de ~ 30% (tjs pour un pwr) à 50%. De plus le cœur peux résister à des températures dépassant les 1500°c, ce qui en cas de problème, est à prendre en compte... bon point. Bref, le rêve sur le papier. Mais d'autres points sont également à prendre en compte : l'accès à l'installation. Extrêmement difficile, voir impossible. Ce qui confère à l'installation un besoin presque intrinsèque d'être enterrée. Premier oupss... Ce qui rend difficile la maintenance, dans tous les cas. Deuxième oupsss .... Ce qui en fait donc des installations performantes mais à durée de vie faible (en comparatif d'autres types). Troisième oupsss ... Mais ce n'est pas fini, car la durée de vie faible des installations fait qu'on serait obliger de multiplier le nombre d'installation géographiquement plus rapidement pour répondre aux besoins que le temps nécessaire à la<br />
désinstallation des précédents... Quatrième oupss ...Enfin les micro-billes en fin de vie sont extrêmement difficiles à recycler et à traiter comme déchet ! Dernier oupss...</p>
<p>Bref, une grosse merde. Il représente la quintessence de la primauté de la recherche d'intérêts à court terme contre l'intérêt national et/ou public. Être contre le nucléaire ne signifie pas ne pas être pragmatique ... En pointant avec précisions des problèmes et en regardant les différents éléments en face, on évitera de se faire bananer.</p>
<p>D'ailleurs la notion de géographie, d'occupation du terrain, devrait aussi être prise en compte avant de prendre une décision telle que la non-prolongation de la vie des réacteurs actuels, s'il n'y a pas de remplaçants hors-nucléaires prêts (prêts pas en terme de rendement pur bien sûr, simplement prêt en terme de quantité rapport besoins). Se dire que "les centrales sont vieilles, hop on les arrête" n'est pas la solution la moins dangereuse à moyen terme. Cela ressemblerait en tout cas à une décision poujadiste et démagogique. Mieux vaut ré-utiliser les mêmes implémentations géographiques plutôt que de les multiplier. Que cela soit par entretien de l'existant, mais aussi par re-construction de nouveaux.</p>
<p>L'EPR est certainement une bonne solution, du moins nettement la meilleure à l'heure actuelle, pour des pays souhaitant s'équiper "pour la première fois" et pour longtemps. Aussi pour des pays faiblement équipés et souhaitant passés à l'échelle au dessus. Il semble conférer la sécurité nécessaire à l'utilisation du MOX. Bien sûr le MOX est une saloperie, c'est très clair. Ce qui est à redouter c'est son utilisation dans des réacteurs classiques. Beaucoup moins si les installations d'exploitation sont prévues pour à la conception, et si les installations de recyclages aussi. L'EPR en France ?<br />
perso, je n'y vois strictement aucun intérêt par contre, nous sommes déjà fortement équipés. Par contre, ici, deux voies sont intéressantes. La première c'est le "réacteur hybride" car il permet de recycler en combustible des éléments vraiment très embêtants (...) Il complète donc parfaitement un par existant. La seconde c'est celle d'avenir : le Thorium. Pourquoi ces choix ? Objectif de réduire au maximum les déchets, donc de les<br />
ré-utiliser au maximum. Objectif de se débarrasser du mox et de l'uranium, au maximum. Objectif d'avoir des déchets ultimes dont la demi vie ne doit pas dépasser 50 ou 60 ans (contre 80 millions d'années pour le plutonium contenu à 7% dans le mox...). C'est possible avec le Thorium, et les sels fondus, dans un réacteur incluant un accélérateur. De grand progrès doivent être réalisés, et rapidement.</p>
<p>Réflexions personnelles :</p>
<ul><li><strong>On ne devrait pas avoir le droit de vendre le produit fini à des pays refusant le nucléaire. La France n'a pas vocation à assumer ce risque, ni à devenir la poubelle nucléaire de l'europe, pour des pays refusant de le partager mais ne rechignant pas à acheter l'électricité.</strong></li>
<li><strong>La part du nucléaire ne peut être que celle laissée par les autres productions ... et là est tout l'enjeu aujourd'hui.</strong></li>
<li><strong>La qualité de l'information devrait être à la hauteur de la technologie.</strong></li>
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<strong>Commentaires :</strong>
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