Les chercheurs américains ont développé une méthode révolutionnaire permettant de suivre en temps réel les modifications chimiques dans les sels fondus, des réacteurs nucléaires en développement de génération 4 qui promet monts et merveilles, notamment une meilleure gestion du combustible et des déchets induits.
Au Laboratoire National d’Oak Ridge (ORNL), une équipe de scientifiques a mis au point une technique utilisant la spectroscopie par plasma induit par laser (LIBS) pour analyser la composition chimique des sels fondus.
Cette méthode permet de dissoudre de l’uranium dans le sel, transformant le mélange en un fluide qui sert à la fois de combustible et de réfrigérant dans les réacteurs à sels fondus.
Une des technologies de réacteurs nucléaires de génération IV
Les réacteurs nucléaires de 4e génération, encore au stade de la recherche ou du prototype, visent à succéder aux réacteurs actuels en apportant des avancées significatives.
Ils ont pour objectifs d’améliorer la sûreté nucléaire, d’optimiser l’utilisation des ressources en uranium, de minimiser les déchets radioactifs et de réduire les risques de prolifération.
Six concepts sont à l’étude, dont trois réacteurs à neutrons rapides (RNR) considérés comme les plus prometteurs. Ces réacteurs pourraient permettre de multiplier par 100 l’efficacité d’utilisation de l’uranium et de recycler le plutonium sans limitation.
Leur déploiement est envisagé à partir du début des années 2030, avec des applications allant de la production d’électricité à la génération de chaleur industrielle
Caractérisation des sels fondus
Les chercheurs ont mélangé du nitrate de sodium (NaNO₃) et du nitrate de potassium (KNO₃), chauffant le mélange à 350 degrés Celsius avant d’utiliser de l’argon pour faire passer deux isotopes d’hydrogène à travers le sel fondu.
Cette méthode a permis de mesurer le taux de diffusion des gaz à travers le sel fondu et la quantité de gaz que le sel peut retenir.
La LIBS, une technique de spectroscopie d’émission atomique, utilise une impulsion laser de haute énergie pour exciter un échantillon, créant un plasma qui émet de la lumière.
L’analyse de cette lumière émise permet aux scientifiques d’identifier et de quantifier les éléments et isotopes présents dans le sel. Pour cette étude, l’équipe a utilisé un système LIBS modulaire, permettant à plusieurs spectromètres de collecter des données simultanément.