Expérience MEGAPIE: pouvoir transmuter les déchets nucléaires

Publié par Adrien le 01/02/2007 à 00:29
Source: CEA
Illustration: Wikipédia
MEGAPIE est une expérience internationale pionnière réalisée au Paul Scherrer Institute (PSI) de Villigen en Suisse, à laquelle participent le CEA et le CNRS. Son but est de produire des neutrons à partir d'une cible de métal liquide frappée par un faisceau de protons d'une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) d'un mégawatt. Les neutrons de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) ainsi produits pourraient théoriquement être utilisés pour incinérer des déchets nucléaires. La première phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de l'expérience vient de se terminer avec des résultats au-delà des attentes.


Centrale nucléaire de Cattenom (La centrale nucléaire de Cattenom est une centrale nucléaire exploitée par...) en France
MEGAPIE: un premier pas vers la transmutation (La transmutation est la transformation d'un élément chimique en un autre par une...) des déchets nucléaires ?

Obtenus à partir des noyaux des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...), les neutrons sont des particules indispensables pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur les structures atomiques de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...). Dans un réacteur nucléaire (Un réacteur nucléaire est un dispositif dans lequel une réaction en chaîne est...) sous-critique couplé à un accélérateur – système ADS pour 'Accelerator Driven System', aujourd'hui à l'étude –, le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) intense de neutrons peut théoriquement être utilisé pour transmuter des grandes quantités d'éléments très radioactifs en éléments à vie (La vie est le nom donné :) courte ou même stables. Ces recherches visent notamment le neptunium (Le neptunium est un élément chimique de synthèse de symbole Np et de numéro...), l'américium (L’américium est un élément chimique transuranien de symbole Am et de...) et le curium (Le curium est un élément chimique transuranien de symbole Cm et de numéro atomique...), présents dans les déchets nucléaires à vie longue des centrales.

La 'Source de Neutrons de Spallation' ("SINQ"), située au PSI (Pour les articles homonymes, voir Psi et Psy.), a été expérimentée sur ce principe: un faisceau de protons de haute énergie est dirigé sur une cible métallique et percute les neutrons de la cible en réalisant ainsi leur éjection ou "spallation". Jusqu'à présent, la source était constituée de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...) solide, mais des calculs théoriques ont montré qu'une cible de métal liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) pourrait produire un flux plus intense de neutrons.

L'expérience MEGAPIE (Megawatt Pilot Experiment) a donc été menée pour obtenir cette démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...), avec un fonctionnement sur plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) à partir d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de 920 kg de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...) bismuth (Le bismuth est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Bi et...) liquide. Le faisceau de protons utilisé, le plus puissant au monde (Le mot monde peut désigner :) avec une puissance de 1 mégawatt, a été fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι...) par le cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en...) de PSI.

Le fonctionnement de MEGAPIE entre août et décembre 2006 indique que le flux de neutrons obtenu est supérieur de 80% à celui d'une cible solide. L'examen de la cible, maintenant solidifiée, va débuter, dans le but de compiler des informations sur la composition et le comportement des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) utilisés. Ces résultats seront utilisés pour concevoir de nouvelles cibles. Plus globalement, ils bénéficieront aux études sur les réacteurs pilotés par accélérateur, et aux éventuels projets industriels de transmutation des déchets nucléaires.

A propos de MEGAPIE

D'un coût de 50 millions d'euros, le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) MEGAPIE réunit de nombreux partenaires, notamment la Commission Européenne. Depuis 2000, une équipe pluri disciplinaire a travaillé activement sur l'expérience et a réalisé de nombreux essais. Cette équipe est constituée de 170 chercheurs, ingénieurs et techniciens appartenant à des organismes de recherche européens (CEA, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), ENEA, FZK, PSI, SCK•CEN), japonais (JAEA), coréens (KAERI) et américains (DOE).

Le CEA a été coresponsable technique du projet avec PSI, et a notamment développé le système spécifique d'échangeur thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) et les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) neutroniques miniatures. Le CNRS a, via son laboratoire SubaTech à Nantes, supervisé la conception de la cible qui a ensuite été en grande partie fabriquée par l'entreprise française ATEA-REEL.

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