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Q0a
: COMMENT POSER UNE QUESTION ? Posez votre question au Webmaster du site.
Q0b
: Comment visiter Tore Supra ? Le CEA est ouvert au public. Pour visiter
gratuitement ses laboratoires de recherche, inscrivez-vous : Ouverture
du CEA au public (
Q01
: L'inventaire global du tritium présent dans l'installation est limité de
façon à ce qu'un "accident majeur" n'exige pas l'évacuation des
populations avoisinantes." => définition d'un accident majeur ?
conséquences d'un accident majeur ? Le terme " accident majeur " est une expression technique signifiant " accident le plus grave " susceptible de se produire sur une installation. Les conséquences de tous les accidents sont déterminées par analyse d'arbres de défaillance. En pratique, ces arbres sont constitués par une succession de questions/réponses du type : " si telle canalisation est rompue à tel endroit, quelles sont les conséquences sur tel ou tel autre composant ? Si ce composant devient à son tour défaillant, quelles sont les conséquences sur les autres parties du système ? etc " A la fin des arbres de défaillance, on arrive aux questions importantes pour le public : le public doit-il être évacué des alentours de l'installation ? L'accident ayant les conséquences les plus importantes est alors qualifié d'accident majeur. La conclusion globale des études de sûreté effectuées par des équipes européennes exprime que les réacteurs de fusion présentent des propriétés intéressantes en terme de sûreté, en particulier, l'emballement des réactions est intrinsèquement impossible et aucun accident ne peut conduire à la fusion des matériaux de structure : l'intégrité physique du réacteur n'est donc jamais remise en cause. On montre aussi que malgré la présence de tritium, aucun accident sur une installation de fusion ne conduit à l'évacuation du public, opération obligatoire quand il y a relâchement de produits toxiques (SEVESO) ou radioactifs (TCHERNOBYL).
Q02 : Combien de foyers un
réacteur à fusion peut-il alimenter ? Quelle est la superficie occupée par ce
type de réacteur ? La puissance électrique d'un réacteur de fusion sera voisine de la puissance délivrée par un gros réacteur à fission, soit environ 1500 MW électriques (MWe). L'utilisation de la puissance électrique produite par fusion sera la même que pour un réacteur à fission, en particulier, il sera possible de l'utiliser à toute heure de la journée (on parle alors de fonctionnement "en base "), ce qui est impossible avec la majorité des énergies renouvelables (solaire et éolien en particulier). La puissance moyenne délivrée à un foyer français est de l'ordre de 10 kW (cf les abonnements EDF), ce qui signifie qu'un réacteur de fusion de 1500 MWe peut alimenter 150 000 foyers prélevant leur énergie maximale en même temps (scénario évidemment non réaliste). Au premier janvier 1999, la puissance électrique installée en France était de 114 500 MWe dont 63 000 MWe délivrés par des centrales nucléaires. Si l'on suppose que toute cette puissance est utilisée pour les besoins de la France et que l'on conserve la répartition nucléaire/non nucléaire, 42 réacteurs de fusion de 1500 MWe suffisent à ses besoins. La surface occupée par ce type de réacteur est voisine de celle occupée par un réacteur nucléaire " classique " en y incluant tous les auxiliaires. A titre d'exemple, un site EDF de centrale nucléaire " classique " occupe une surface de l'ordre de 1 km2 . Sur ce site il y a toujours 2 voire 4 réacteurs nucléaires, soit de 1800 MWe à 5200 MWe. A titre de comparaison, il faut environ 150 km2 de cellules photovoltaïques ou 2500 éoliennes de 600 kW (rotor de 50m) fonctionnant en continu (ce qui n'est jamais le cas) sur un site particulièrement favorable pour produire la même puissance qu'un réacteur à fusion de 1500 MWe.
Q03 : Les matériaux de
structure sont activés par la production de neutrons, ce qui réduit leur
durée d'utilisation. Quelle est la durée de vie d'un réacteur à fusion ?
Quelle réutilisation de ces matériaux prévoyez-vous ?
Pour être économiquement viable, la durée de vie totale d'un réacteur à fusion devra être comparable voire supérieure à la durée de vie d'autres installations productrices d'énergie (au moins 30 ans). Un certain nombre de composants devront être remplacés périodiquement (on peut citer les composants les plus proches du plasma dont la durée de vie est estimée entre 2 et 5 ans). En préambule à la réutilisation des matériaux d'un réacteur de fusion, on se rappellera que la réaction de fusion ne produit pas de déchets radioactifs. Par contre, les structures seront activées comme dans toute installation soumise à des flux de neutrons. D'après les connaissances actuelles, 40% des matériaux pourront être déclassés, c'est à dire réutilisés hors la filière nucléaire, le reste étant recyclé dans la filière nucléaire, principalement aux endroits ou dans les objets soumis à rayonnement.
Q04
: Les deux méthodes de confinement (magnétique et inertiel) utilisent l'énergie
électrique. Le bilan est-il suffisamment positif ? Les installations sont elles
rentables ? Il ne faut pas perdre de vue qu'à ce jour, le développement de l'énergie fusion en est au stade expérimental. La notion de rendement s'applique plutôt à des réacteurs de fusion électrogènes (c'est à dire des installations connectées au réseau électrique) qui ne sont pas prévus avant 2050. Bilan énergétique : si l'on s'en tient à la
partie plasma, ce bilan porte le nom de facteur Q dans le jargon des physiciens
du plasma. Il représente le rapport entre l'énergie fournie par le plasma (la
puissance fusion) et l'énergie extérieure fournie au plasma (le chauffage). A
ce jour, on retiendra que JET Rendement : si l'on prend en compte l'ensemble de l'installation, cette notion n'a pas de sens pour une installation expérimentale. Elle devient par contre capitale au niveau du réacteur dont l'objectif est d'être un moyen de production d'énergie économiquement crédible. Les réacteurs de fusion sont étudiés depuis longtemps. Les conceptions récentes de réacteur de fusion montrent que des rendements globaux (de la source d'énergie jusqu'au réseau électrique) compris entre 33% et 45% sont envisageables, ce qui est comparable au rendement des réacteurs à fission opérationnels de nos jours. On montre que l'ignition n'est pas nécessaire et que des plasmas ayant un bilan énergétique >50 (Q>50) sont suffisants.
Q05 : Pensez-vous que cette
technologie sera bientôt utilisée ? Les études sur la fusion thermonucléaire en sont encore à un stade expérimental et la connexion au réseau de la première centrale à fusion ne peut être imaginée avant 2050. Cela peut paraître lointain mais il faut se rappeler que le concept de réacteur à fusion en vigueur aujourd'hui n'a été pensé qu'en 1958 par deux physiciens russes. Cent ans de développement entre l'idée originelle et la réalisation finale ne sont pas si inhabituels (le principe des cellules solaires date de 1839, A. Becquerel). Les progrès remarquables accomplis ces dernières années ont amené les recherches sur la fusion contrôlée à une étape importante de son histoire : la conception puis la construction d'une installation expérimentale de grande envergure (ITER) démontrant la faisabilité de la fusion contrôlée. Ce projet, actuellement en phase finale d'ingénierie, est le fruit d'une collaboration internationale intense entre l'Europe, le Japon, la Russie (les Etats-Unis ont participé à la première phase du projet).
Q06
: Quelles sont les performances des Tokamaks
?
De nombreux résultats ont été obtenus sur la
période 1995-2000 dans diverses installations expérimentales de par le monde.
On rappellera que l'installation européenne JET
Q07
: Un accident de type "Tchernobyl" est-il possible avec un
réacteur à fusion ? Un emballement de la réaction est intrinsèquement impossible à cause des lois de la physique. En fusion magnétique contrôlée, un plasma, très chaud, est confiné dans une " boîte magnétique " à l'intérieur d'une enceinte de confinement. Dès que la " boîte magnétique " est imparfaite, le plasma chaud atteint les parois, se refroidit et la réaction de fusion s'arrête automatiquement. L'accident le plus important qui puisse survenir
est une rupture de l'enceinte de confinement et de la couverture (dont la
fonction est de générer le tritium) entraînant le relâchement de quelques
éléments solides radioactifs et un peu de tritium. Comme le combustible
présent à l'intérieur de l'enceinte n'est suffisant que pour quelques
secondes de fonctionnement, la radioactivité relâchée hors du réacteur
n'atteint jamais le niveau nécessaire pour une évacuation de la population.
Des études détaillées ont montré que la probabilité d'un tel événement
est pratiquement nulle en raison des énergies internes du système. Même si sa
probabilité est quasiment nulle, cet accident majeur est
cependant pris en compte dans les règles de sûreté très strictes de l'Agence
Internationale de l'Energie Atomique (AIEA
Q08
: Y a-t-il des problèmes de radioactivité liés à la fusion
thermonucléaire ?
Les combustibles de base de la réaction de fusion la plus "facile" à réaliser, le deutérium (un élément naturel encore nommé l'hydrogène lourd) et le lithium ne sont pas radioactifs. Le produit de la réaction est l'hélium (un gaz noble) qui n'est pas radioactif.
En savoir plus : le tritium, fusion et sûreté
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