Oklo planifie des micro-réacteurs nucléaires qui évacuent des déchets nucléaires

Un rendu d’artiste de la centrale Aurora d’Oklo

Crédit image : Gensler

Le visage de l’énergie nucléaire est en train de changer, et l’une des entreprises qui s’efforcent de redéfinir ce à quoi ressemble l’énergie nucléaire est Oklo. La start-up de la Silicon Valley de 22 personnes a un plan pour construire des mini-réacteurs nucléaires, alimentés par les déchets de réacteurs nucléaires conventionnels et logés dans des structures en A esthétiquement agréables.

« Les microréacteurs sont une innovation passionnante qui bouleverse complètement l’histoire de la technologie de l’énergie nucléaire », Alex Gilbert, chef de projet pour le groupe de réflexion nucléaire Alliance pour l’innovation nucléaire, a déclaré à CNBC.

Historiquement, les producteurs d’énergie nucléaire visaient à être compétitifs avec des « économies d’échelle », ce qui signifie qu’ils économisent de l’argent en étant massifs, a déclaré Gilbert. Cette stratégie, cependant, aboutit souvent à des projets de construction embourbés dans des retards et des dépassements de coûts, comme la centrale nucléaire de Vogtle en Géorgie, où les estimations du projet ont explosé de 14 milliards de dollars à environ 27 milliards de dollars ou plus.

« Les microréacteurs promettent de renverser ce paradigme en approchant la compétitivité des coûts grâce à l’apprentissage technologique », a déclaré Gilbert.

Oklo est le fruit de l’équipe des cofondateurs mari et femme, Jacob DeWitte et Caroline Cochran, qui se sont rencontrés alors qu’ils étaient assistants d’enseignement en 2009 pour le cours de technologie des réacteurs du Massachusetts Institute of Technology pour les cadres des services publics ayant des centrales nucléaires dans le cadre de leur réseau.

L’équipe d’Oklo.

Crédit photo : Ellian Raffoul ; Avec l’aimable autorisation d’Oklo

Très petits réacteurs nucléaires

La société de fission de Bill Gates, TerraPower, vend déjà l’idée qu’elle construit des réacteurs plus petits que ceux généralement utilisés dans les centrales nucléaires conventionnelles.

Mais DeWitte a déclaré qu’Oklo construira des réacteurs « beaucoup plus petits » que le ceux que TerraPower construit. Le principal réacteur nucléaire de TerraPower, le Natrium, aura une capacité de 345 mégawatts d’énergie électrique (MWe), là où le premier réacteur d’Oklo, baptisé Aurora, devrait avoir une capacité de 1,5 MWe, ce qui en fait un véritable micro-réacteur. UNE Rapport 2019 préparé par le Institut de l’énergie nucléaire micro-réacteurs définis comme étant compris entre 1 et 10 MWe. D’autres entreprises dans l’espace comprennent Elysée Industries, Atomique générale, HolosGen, NuGen et X-énergie, pour n’en citer que quelques-uns.

Oklo prévoit de posséder et d’exploiter ces microréacteurs, a déclaré Cochran, et les clients pourraient inclure des entreprises de services publics, des sites industriels, de grandes entreprises et des campus universitaires, a déclaré DeWitt.

« Les grands réacteurs d’aujourd’hui font l’affaire pour répondre à la demande d’électricité propre à l’échelle de la ville », Jonathan Cobb, analyste principal au Association nucléaire mondiale, a déclaré à CNBC. « Mais de plus petits réacteurs pourront fournir de l’électricité et de la chaleur à faible émission de carbone aux régions éloignées et à d’autres situations où des capacités à l’échelle du gigawatt seraient trop importantes. »

En raison de leur petite taille, les micro-réacteurs sont plus rapides à construire que les réacteurs conventionnels. « Moins d’un an pour construire la centrale est une estimation prudente », a déclaré Cochran à CNBC.

Utiliser les déchets comme combustible

Oklo envisage de construire un type spécifique de générateur d’énergie nucléaire appelé un réacteur rapide qui est censé être plus efficace que les générateurs traditionnels, lui permettant de tirer de l’énergie du combustible fissile déjà épuisé.

Un rendu d’artiste de la centrale électrique Aurora d’Oklo la nuit.

Crédit image : Gensler

Dans la fission nucléaire, lorsqu’un atome plus gros est divisé en deux, les noyaux plus petits qui en résultent « parcourent environ 15 000 kilomètres par seconde », a déclaré DeWitte à CNBC.

« Un ‘réacteur rapide’ fonctionne d’une manière qui ne ralentit pas les neutrons, par rapport aux ‘réacteurs thermiques’ qui contiennent un modérateur, l’eau dans les réacteurs d’aujourd’hui, qui ralentissent les neutrons », Marc Nichol, directeur principal du déploiement de nouveaux réacteurs de NEI et chef de projet pour le rapport 2019, a déclaré à CNBC.

Parce que les réacteurs rapides ne ralentissent pas les noyaux après la réaction de fission, ils sont « plus difficiles à attraper, vous avez donc besoin de plus de carburant » pour alimenter un réacteur rapide, a déclaré DeWitte. Mais les réacteurs rapides sont également plus efficaces avec le combustible qu’ils utilisent, a-t-il déclaré.

La technologie existe depuis les années 1950, selon l’Association nucléaire mondiale. Actuellement, 20 réacteurs à neutrons rapides fonctionnent dans le monde et, à l’échelle mondiale, la Russie dirige le développement de la technologie des réacteurs rapides, l’association dit.

« Ces réacteurs ont été construits et exploités auparavant. Ils sont donc prêts à fonctionner », a déclaré DeWitte. « À certains égards, l’histoire de ce qui a été fait avec ces réacteurs est très méconnue, ce qui est une opportunité vraiment cool. »

L’un des principaux avantages de la technologie est que les réacteurs à neutrons rapides peuvent utiliser les déchets des réacteurs nucléaires conventionnels. Ils peuvent « débloquer le reste de l’énergie dans le carburant », a déclaré DeWitte.

En février 2020, le Laboratoire national de l’Idaho, qui fait partie du système du département américain de l’Énergie de laboratoires nationaux axés sur la recherche et le développement dans le domaine de l’énergie nucléaire, a annoncé qu’il allait donner à Oklo l’accès aux déchets nucléaires afin qu’il puisse développer et démontrer sa technologie de réacteur rapide.

« Oklo prévoit d’utiliser de l’uranium récupéré du réacteur expérimental de reproduction II (EBR-II) précédemment utilisé » Jess Gehin, a déclaré à CNBC un directeur de laboratoire associé de la Direction des sciences et technologies nucléaires du Laboratoire national de l’Idaho. Le réacteur nucléaire EBR-II a fonctionné de 1964 à 1994, a-t-il déclaré. « En conséquence, les matériaux, qui étaient auparavant destinés à l’élimination, peuvent être utilisés pour produire plus d’énergie. »

« La réutilisation des matériaux a longtemps été une option pour mieux utiliser les ressources naturelles, l’uranium dans ce cas, ainsi que pour diminuer la quantité de combustible irradié qui doit être finalement éliminé », a déclaré Gehin. « C’est une pratique courante dans certains pays comme la France mais pas aux États-Unis, car l’économie ne favorise pas cette voie. »

Il y a un mouvement positif récent. Jeudi, Oklo a annoncé un partenariat avec le département américain de l’Énergie pour aider à commercialiser la technologie d’électroraffinage utilisée par les réacteurs à neutrons rapides avancés aux États-Unis. La technologie elle-même « a déjà été démontrée aux États-Unis », a déclaré Cochran.

Extraire plus d’énergie du carburant raccourcit également le temps nécessaire pour que le composant toxique des déchets radioactifs se désintègre, a déclaré DeWitte à CNBC.

« Cela change l’image des déchets dans son ensemble », a déclaré DeWitte. « Ce que nous avons maintenant fait, c’est prendre des déchets que vous devez penser à gérer pendant 100 000 ou un million d’années … et maintenant vous les avez réellement transformés en une forme où vous y pensez pendant quelques centaines, peut-être des milliers de années. »

Ce qui reste d’Oklo pourrait se transformer en bûches de verre, dans un processus appelé vitrification, et les enterrer dans des trous de forage profonds sous terre, a déclaré DeWitte.

Les réacteurs à neutrons rapides d’Oklo seront logés dans des structures en A qui sont « esthétiquement agréables », a déclaré Cochran. Architectural Digest appelle le bâtiment « lisse. » La conception du cadre en A est également bonne pour la protection contre la neige et autres précipitations.

Oklo dit que les réacteurs rapides seront autonomes et ne nécessiteront aucun opérateur humain.

L’objectif est d’avoir « un certain nombre d’usines opérationnelles d’ici le milieu des années 2020 », a déclaré Cochran à CNBC.

Un rendu d’artiste de la centrale Aurora d’Oklo

Crédit image : Gensler

Qu’est-ce qui fait obstacle

Oklo a de grands projets, mais l’entreprise a encore des obstacles réglementaires à surmonter, et certains experts en sécurité contestent l’affirmation de l’entreprise selon laquelle les micro-réacteurs peuvent fonctionner sans personne.

Oklo a été lancé en 2013 et a commencé à discuter avec la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis en novembre 2016. En juin 2020, La demande d’Oklo pour construire un réacteur avancé a été accepté pour examen par la commission.

Cependant, «  » accepté pour examen  » ne signifie pas  » approuvé  » pour construire « , a déclaré à CNBC David McIntyre, porte-parole de la commission. « Avant qu’Oklo ne soit autorisé à construire et à exploiter le réacteur, il doit recevoir une licence pour le faire. »

Laisser les microréacteurs sans gardes humaines n’est pas sûr, de l’avis de Edwin Lyman, directeur de la sûreté de l’énergie nucléaire à l’Union of Concerned Scientists, qui a élaboré un rapport détaillé sur la sûreté des technologies nucléaires avancées.

« Le plus gros problème est que parce que l’économie est si mauvaise – ils vont vraiment à l’encontre de l’économie d’échelle – que les fournisseurs de microréacteurs font pression pour réduire (ou même éliminer complètement) le personnel tel que les opérateurs et les agents de sécurité », a déclaré Lyman à CNBC Make It . « Mais même un très petit réacteur contient suffisamment de matières radioactives pour causer un gros problème s’il est saboté, et aucun de ces réacteurs n’a démontré qu’ils sont si sûrs qu’ils peuvent fonctionner sans opérateurs. »

Le carburant utilisé par les microréacteurs « doit être rigoureusement protégé contre le vol », a déclaré Lyman.

Frank N. von Hippel, physicien de recherche principal et professeur émérite d’affaires publiques et internationales à l’Université de Princeton, a également soulevé des inquiétudes quant à l’économie des petits réacteurs. Et lui aussi s’inquiète du coût de ce qu’il considère comme une sécurité nécessaire.

« L’un des problèmes serait de savoir quel type de dispositions de sécurité les autorités de réglementation auront besoin dans un endroit éloigné: plusieurs gardes 24 heures sur 24 pourraient consommer une grande partie des revenus bruts », a déclaré von Hippel à CNBC.

En réponse à ces préoccupations, Cochran a déclaré qu’il existe déjà des réacteurs nucléaires en fonctionnement aux États-Unis et dans le monde qui « fonctionnent sans forces de sécurité et ont des dossiers de sécurité impeccables depuis de nombreuses décennies ».

Il est également essentiel de réaliser que ces plantes sont petites et, en tant que telles, « ne peuvent pas atteindre l’échelle nécessaire à une large décarbonisation à elles seules », a déclaré Gilbert. « Les microréacteurs peuvent aider à décarboner les réseaux plus petits, mais ils ne sont que la première étape dont nous avons besoin dans l’innovation nucléaire pour relever nos défis climatiques. »

Mais, a déclaré Cochran, le besoin urgent de transition vers une énergie propre indique une stratégie consistant à « utiliser tous les outils dont nous disposons ».

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