Le BR2 utilise de l’uranium faiblement enrichi comme combustible
Le SCK CEN met le cap sur une nouvelle exclusivité mondiale
Le réacteur de recherche BR2 utilisera de l’uranium faiblement enrichi à l’avenir. En changeant son combustible nucléaire, le SCK CEN contribue à lutter contre la prolifération potentielle d’uranium hautement enrichi - un possible composant des armes nucléaires. Test après test, le centre de recherche nucléaire SCK CEN se dirige tout droit vers son objectif : une conversion en 2026. Le BR2 deviendra alors le premier réacteur de recherche au monde doté d’un combustible hautement performant utilisant de l’uranium faiblement enrichi. Les chercheurs en nucléaire du SCK CEN ont récemment reçu des félicitations amplement méritées de la part des États-Unis. Pour la première fois, trois assemblages combustibles d’essai faiblement enrichis ont servi, tout comme leurs équivalents hautement enrichis, de combustible pour le réacteur de recherche belge.
Le BR2 est l’un des réacteurs de recherche les plus puissants au monde. Il joue un rôle capital dans l’approvisionnement mondial en radio-isotopes médicaux et dans les essais d’innovations nucléaires. Depuis ses débuts, en 1962, cette installation polyvalente utilise de l’uranium hautement enrichi, un possible composant des armes nucléaires. Le SCK CEN, le centre d'étude nucléaire belge, planifie de remplacer ce combustible - qui alimente le réacteur nucléaire - par une variante faiblement enrichie en uranium (LEU). Enlever l’uranium hautement enrichi du combustible permet d’empêcher une éventuelle prolifération. Ce faisant, le SCK CEN contribue à un combustible non proliférant et donc à un monde plus sûr.
Pour y parvenir, le centre d’étude nucléaire développe un tout nouveau type de combustible en collaboration étroite avec les États-Unis. Cependant, le combustible nucléaire ne peut pas être changé du jour au lendemain. La conversion nécessite des essais approfondis et la préparation de tout un dossier de sûreté. Le SCK CEN doit prouver à l'Agence Fédérale de Contrôle Nucléaire (AFCN) - l’autorité de régulation du nucléaire en Belgique - que le nouveau type de combustible est aussi sûr que le combustible actuel. En outre, les performances techniques du réacteur de recherche avec ce nouveau combustible doivent être les mêmes.
Aujourd’hui, le centre de recherche nucléaire peut présenter des preuves encore plus solides. « Au cours des deux cycles précédents, nous avons testé trois assemblages combustibles faiblement enrichis en conditions réelles. Ils ont servi, comme leurs équivalents hautement enrichis, de combustible pour notre réacteur pour la première fois ! » s’enthousiasme Jared Wight, chef de projet. Un premier obstacle a été franchi dans le processus de démonstration. « Après chaque cycle, nous vérifions minutieusement chaque assemblage combustible. Ce lundi, nous recevrons les résultats de ces essais. Nous sommes curieux de voir les résultats mais nous nous attendons à ce qu’ils soient acceptables, tout comme ceux des essais précédents, ce qui démontrerait que les assemblages combustibles restent intacts, même à haute puissance. » Avec chaque test, le centre de recherche nucléaire SCK CEN se dirige tout droit vers son objectif : une conversion du réacteur au LEU en 2026.
Éloges américains pour une exclusivité mondiale
Si tout se déroule comme prévu, le SCK CEN pourra ajouter une nouvelle exclusivité à son impressionnant palmarès dès 2026. « Le BR2 deviendrait alors le premier réacteur de recherche à haute performance au monde à passer d’un combustible hautement enrichi en uranium à sa variante faiblement enrichie », explique Steven Van Dyck, manager du BR2. Grâce à cette conversion, le centre de recherche nucléaire contribue à limiter le risque de prolifération de l’uranium hautement enrichi.
Le Département de l’Énergie des États-Unis a loué le SCK CEN pour cette étape importante. « La réussite par le SCK CEN du deuxième cycle d'irradiation utilisant du combustible d'uranium faiblement enrichi pour le BR2 est une étape majeure. C'est la première fois que ce combustible d'uranium faiblement enrichi de haute performance est utilisé et il s'agit d'une étape cruciale vers la conversion du BR2 d'ici à 2026. Ces avancées constituent un exemple mondial de conversion des réacteurs à l'uranium faiblement enrichi et démontrent notre capacité à atteindre les objectifs de non-prolifération tout en maintenant l'excellence scientifique », se réjouit Corey Hinderstein, Deputy Administrator for Defense Nuclear Nonproliferation de la NNSA (National Nuclear Security Administration).
« La conversion des réacteurs de l’uranium hautement enrichi à l’uranium faiblement enrichi rend le monde plus sûr et met l’accent sur l’importance vitale des instituts de recherche comme le SCK CEN en Belgique. Le partenariat de longue date entre les États-Unis et la Belgique en matière de recherche nucléaire nous permettra également, à nous et au monde entier, de relever les nombreux défis de notre ère, dont le changement climatique, les avancées médicales, la transition énergétique et la non-prolifération. Ensemble, nous pouvons construire un avenir plus durable et plus sûr », commente Michael M. Adler, Ambassadeur des États-Unis en Belgique.
Une mission compliquée
Les chercheurs en nucléaire du SCK CEN ont raison de se féliciter car cette mission était particulièrement ardue. « Nous sommes capables de fissionner presque tous les atomes d’uranium hautement enrichi. Dans le cas de l’uranium faiblement enrichi, seul un atome sur cinq est fissile. Pourtant, le combustible nucléaire doit pouvoir fournir les mêmes performances afin que le BR2 puisse accomplir ses missions cruciales. C’est comme si un conducteur remplissait le réservoir de sa voiture à 20 % et voulait quand même couvrir la même distance à la même vitesse qu’avec un réservoir plein », compare Jared Wight.
Trois phases de démonstration dans le développement d’un nouveau type de combustible nucléaire
Le combustible nucléaire est déjà passé par plusieurs phases de démonstration. « Nous sommes désormais dans la dernière phase de démonstration », explique Jared Wight. Pendant la première phase, de petits échantillons peuvent être testés dans des conditions modérées. Cela signifie que la puissance est limitée et que le taux de combustion - la mesure dans laquelle le combustible a été consommé - est lui aussi limité. « Pendant la deuxième phase, nous exposons des plaques de combustible individuelles de taille réelle à une puissance et à un taux de combustion plus élevés. Pendant la troisième phase, ces plaques de combustible sont incorporées dans les futurs assemblages combustibles et testées dans des conditions réelles. Au terme de ce processus, le SCK CEN contribue activement et concrètement à réduire le risque de prolifération. Chaque étape de ce processus est suivie de près par l'Agence Fédérale de Contrôle Nucléaire (AFCN).
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