1. Disponibilités sur la Terre:

        

 

         Les disponibilités de Thorium et d’Uranium sur terre sont en effet une première différence notable entre ces deux éléments chimiques:

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         Le Thorium et l'Uranium ont été crées ensemble dans le chaudron d'une supernova il y a 6 milliards d'années, lors de la formation de notre système solaire, autrement dit de la Terre. Par conséquent il y a deux combustibles nucléaires exploitables sur la surface de la terre. On les retrouve donc dans les croûtes planétaires de la Terre (de la Lune et de Mars) à des concentrations variables.

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         Il y a quatre fois plus de Thorium que d'Uranium sur terre. Par conséquent presque à chaque fois où l'on mine l'Uranium du Thorium est présent.

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         On le retrouve systématiquement associé aux gisements de Terres Rares. Ces terres rares sont recherchées lors de l'installation d'énergies renouvelables, si bien qu'en France il y a déjà 10 000 tonnes de Thorium stockées dans des  hangars. Ce thorium est en effet extrait des terres rares car à l'heure actuelle on le considère comme un déchet. Cependant si ce thorium servait à l'alimentation de réacteurs à sels fondus en France, on estime qu'il nous suffirait de 60 tonnes par an, nous aurions donc déjà plus d'un siècle d'énergie sur étagères.

 

         Contrairement à l’Uranium, le Thorium est présent partout dans le monde et en grande quantité, donc en supposant que le Thorium remplace un jour l’Uranium, il n’y aurait pas de monopole et le thorium serait donc accessible à tous. Cette abondance de Thorium partout dans le monde est à la fois une force mais également une faiblesse face à l'Uranium. Logiquement, si les réacteurs à sels fondus venaient à remplacer les réacteurs à eaux pressurisées, le Thorium remplacerait l'Uranium. Il n'y aurait donc plus de monopole d'énergie puisqu'il est accessible à tous. Cela revient à bouleverser l'économie actuelle et l'ordre des puissances en place et c'est l'un des principaux freins à l'adhésion du Thorium.

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   2. Particules physiques:

 

 

         Ces deux combustibles nucléaires présentent également des différences au niveau de leurs particules physiques, chose logique venant de deux éléments chimiques différents:

 

 

 

 

 

 

 

 

         Comme le démontre ce tableau, à l’état naturel on ne trouve pas de thorium fissile, ce qui est un désavantage face à l’Uranium (car dans un réacteur nucléaire c’est la fission qui génère la chaleur nécessaire à la production d’électricité).

Cependant la fertilisation (absorption d’un neutron) du Thorium 232, conduit à un atome plus fissile qu'un autre atome d'Uranium et donc réduit la formation d’actinides mineurs (déchet nucléaire). L’atome dont nous parlons est l’Uranium 233, et ceci est évidemment un avantage du Thorium face à l’Uranium.

 

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         L’Uranium 235 (utilisé dans nos centrales) qui est également fissile, a deux points faibles en comparaison du thorium:

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        - Il doit d’abord être extrait, puis isolé (de l'Uranium 238 principalement)  par des processus chimiques des autres isotopes d’Uranium.

         - Ses réserves s’épuisent à l’heure actuelle, étant en quantité bien inférieure au Thorium 232, son prix lui est donc bien plus supérieur.

 

         Avec tous ces avantages du Thorium sur l’Uranium, vous vous demandez sûrement pourquoi c’est l’Uranium qui est aujourd'hui notre principal réactif nucléaire. La raison est simple et surtout militaire, lorsque le nucléaire fut étudié aux États-Unis, s’était avant tout dans le but de créer de nouvelles armes:

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         - La plus connue de toutes est la bombe nucléaire, celle-ci fonctionnant au Plutonium 239, issu de la désintégration radioactive de l’Uranium 238 (fertilisation). La branche militaire avait besoin de Plutonium 239 pour ses bombes, elle imposa donc ses REP fonctionnant à l’Uranium 238 à la branche civile. De plus, une bombe à l’Uranium 233 (donc au Thorium) aurait systématiquement explosée, ainsi le Thorium n'ayant pas d’application militaire, le nucléaire décida de se tourner vers l’Uranium.

         - Une autre est le sous-marin, celui-ci fut crée avec des REP (Réacteurs à Eaux Pressurisées), ce sont nos réacteurs aujourd'hui.

 

         Cependant, involontairement l'armée de l'air Américaine, accorda une dernière chance au Thorium, elle demanda à l’ONRL dirigée par le fameux Alvin Weinberg, de développer un avion à propulsion nucléaire. C’est dans cette idée (absurde car un avion nucléaire est irréalisable) que le réacteur à sels fondus fut inventé et développé. Il fonctionnait à l’Uranium mais dans l’idée de le faire fonctionner plus tard au Thorium. En effet, le Thorium présenterait de nombreux avantages sur l’Uranium à l’état liquide, malheureusement nous n’avons pas su les identifier. Les réacteurs à sels fondus constituent encore aujourd'hui le plus grand espoir d’exploitation du Thorium, il existe d'ailleurs aujourd’hui plusieurs start-up qui en développent en utilisant le Thorium 232 comme combustible.

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         Malgré tout le Thorium comporte quelques désavantages dans un réacteur conventionnel, lorsque l'on obtient de l'Uranium 233, l'utilisation de cet élément chimique produit un isotope du Thallium : le Thallium 208 qui est très radioactif et dangereux pour l'homme. Le fait que l'on n'utilise pas le Thallium réduit l'avantage écologique dont jouit le Thorium, car cela fait un déchet de plus dans la nature. 2 à 3 % de l'Uranium 233 utilisé devient du Neptunium 237 étant un actinide mineur, il est nocif pour l'homme et l'environnement. Pour cette raison, l'utilisation du thorium nécessite une précaution plus grande que pour l'utilisation de l'uranium 235. Certaines radiations du Thorium 232 sont également très dangereuses pour l'homme, enfin il faudrait 20 ans pour adapter nos centrales à l'énergie du Thorium.

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   3. Différences engendrées par le réacteur à sels fondus:

 

 

         Les dernières différences entre l’Uranium et le Thorium se placent au niveau écologique et économique, on estime qu’un réacteur à sels fondus fonctionnant au Thorium:

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         - Ne produirait plus d’actinides mineurs(les pires déchets radioactifs) ne laissant plus que les produits de fissions, ainsi l’espace de stockage nécessaire pour stocker les déchets nucléaires serait réduit de 80 pourcents.

         Les produits de fissions ne nécessiteraient plus que quelques centaines d’années de surveillance au lieu de quelques centaines de milliers d’années et tout cela pour la même quantité d’énergie produite.

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         - Les sels fondus étant un combustible liquide, ne nécessiteraient pas de manipulation complexe pour être réinjectés dans le cœur du réacteur nucléaire après un recyclage(c'est le cas de notre nucléaire actuelle mais cela est très couteux)… Cette simplicité entraînerait d’énormes économies notamment dues à une réduction de l'usinage préparant les énergies nucléaires ou plus simplement la suppression des immenses réseaux de canalisations des systèmes de refroidissement.

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         Écologie et économie ne sont pas les seuls atouts du réacteur à sels fondus, il y a avant toute chose une augmentation très nette de la sécurité, ce qui nous aurait surement éviter des accidents tels que Tchernobyl ou Fukushima. Ce dernier point est le plus grand atout du réacteur à sels fondus et donc du Thorium, le meilleur pour la fin comme on dit:

 

         Tout d'abord, il faut savoir qu'un des principaux facteurs de risques de nos réacteurs, est la pression qui leur est nécessaire pour lutter contre la chaleur qui entrainerait une ébullition...  Avec les réacteurs à sels fondus, on peut opérer à pression atmosphérique, car les sels n'entrent en ébullition qu'entre 1500° ou 1800°, il n'est donc pas nécessaire de les pressurisés.

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         En cas de surchauffe du réacteur (donc d'emballement), le liquide perdrait de sa densité et donc gagnerait en volume, par conséquent la distance augmenterait entre les neutrons et les atomes. Ceci est un frein pour la réaction en chaine, et donc pour l'augmentation de la chaleur.

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         En cas de panne d'électricité par exemple on ne craint pas la surchauffe ci dessus, car combustible et liquide de refroidissement sont une seule et même chose. Ainsi à tout moment on peut drainer le liquide en toute sécurité dans des cuves situées en contrebas. Par exemple avec le système suivant appelé Bouchon de sels:

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         En temps normal le bouchon est maintenu à l'état solide par un système de refroidissement (Stade 1), donc en cas de panne intérieur ou extérieur, le système de refroidissement cesse de fonctionner. La température monte à environ 450° (Stade 2), le bouchon fond, et libère le combustible qui se déverse dans ses réservoirs (Stade 3), ceci est donc un système sûr par lui même (sécurité passive).

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        Enfin le dernier cas, la fuite, dans un réacteur conventionnel la fuite est catastrophique, car les rayonnements radioactifs d'Uranium sont extrêmement nocifs pour l'homme et son environnement. Avec le réacteur à sels fondus, la fuite n'est pas un problème, en effet à l'air libre le liquide se solidifie et empêche les rayonnements radioactifs de se propager. Cela est un énorme avantage car les produits de fissions sont tellement nocifs qu'ils sont capables de déclencher de très graves maladies, là ils sont gérables en cas de problème, avec ce réacteur:

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         Le réacteur à sels fondus parait en effet implacable sur la sécurité, car les sels sont très stables, prenons par exemple le Sodium et le Chlorure, mis à part ils sont très dangereux, mais ensemble ils forment le Chlorure de Sodium, le sel de table. Cette stabilité permet d'opérer à basse pression puisqu'il n'y a rien de plus stable au monde que les sels fluorures ou chlorures, il est impossibles de les scindés.

         Le réacteur tourne à basse pression, rien n'est susceptible d'exploser, rien non plus qui puisse déclencher une réaction chimique ou une production massive d'Hydrogène comme à Fukushima. Il n'y a rien qui tente de s'échapper et cela est loin d’être le cas de nos réacteurs actuels.

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         Lors de la conception de ce réacteur, il existait un concept que l'on appelait sécurité passive, il s'agissait par exemple de pouvoir éteindre un réacteur nucléaire et s'en aller sans aucune crainte, comme on pourrait le faire avec une voiture. On voit bien que ce concept a été pris en compte lors du développement de ce réacteur, ce qui n'est pas le cas de nos réacteurs actuels.

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   Conclusion :

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      Pour résumer, il faut souligner qu'il y a quatre fois plus de Thorium que d'Uranium sur terre, qu'au niveau physique ils n'ont pas de grandes différences, excepté à l'état liquide, et c'est là que se trouve tout l'intérêt du Thorium. En effet, le réacteur à sels fondus lui offre son plus grand espoir d'exploitation, il serait beaucoup plus économe, écologique et sûre que l'Uranium et son réacteur à eau pressurisée ( REP ).

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