Qu'est-ce qu'un réacteur nucléaire sélectionneur?
Un réacteur surgénérateur est un type de réacteur nucléaire spécifiquement conçu pour créer plus de matière fissile (combustible nucléaire) qu’il n'en consomme. Selon le taux de reproduction d'un réacteur, celui-ci peut produire du nouveau combustible à une vitesse plus ou moins grande. Le ratio de reproduction représente le nombre de nouveaux atomes fissiles créés pour chaque événement de fission. La limite supérieure théorique du taux de reproduction est de 1,8, alors que la plupart des réacteurs de reproduction sont conçus pour produire à peu près autant de matière fissile qu’ils en consomment. On espère que les réacteurs surgénérateurs remplaceront la génération actuelle de réacteurs conventionnels à mesure que progresseront les progrès de l’énergie nucléaire.
La plupart des réacteurs nucléaires traditionnels génèrent du combustible supplémentaire au cours de leur fonctionnement, ce qui augmente leur efficacité énergétique. Au fur et à mesure du développement de l'industrie nucléaire, ces ratios ont été poussés de plus en plus haut, entraînant de meilleures économies de combustible. Il reste encore des obstacles techniques à la mise au point de réacteurs de neutralisation économiques, mais les sélectionneurs peuvent revendiquer un certain nombre d'avantages que les réacteurs traditionnels ne peuvent pas. Le plus important est qu’après un chargement initial d’uranium ou de plutonium enrichi, un réacteur reproducteur peut être alimenté uniquement par des chargements périodiques d’uranium (naturel) non enrichi ou (dans un autre type de réacteur reproducteur) de thorium. Le thorium est environ quatre fois plus abondant dans la croûte terrestre que l’uranium, pose très peu de risques d’armement et produit des déchets nucléaires dont l’intensité diminue jusqu’à des niveaux de fond beaucoup plus rapidement que ceux d’une usine classique.
L’un des problèmes que posent les réacteurs à neutrons réside dans le fait qu’en produisant du combustible nucléaire prêt à l’emploi de bombes, tel que le plutonium, ils créent un risque d’armes nucléaires. Ce problème est résolu par une étape du prétraitement nucléaire où d’autres éléments tels que le curium et le neptunium sont ajoutés en quantités infimes au plutonium. Cette forme de traitement n'a aucun effet sur l'utilisation du plutonium en tant que combustible de réacteur, mais rend extrêmement difficile l'utilisation du matériau pour créer une bombe atomique, même si sa conception est très sophistiquée.
Deux types de réacteurs de reproduction ont été proposés. Le premier, le réacteur à neutrons rapides, utilise une charge de combustible initiale en plutonium, ne nécessitant ensuite que de l'uranium naturel pour produire de l'énergie. Quelques prototypes d'éleveurs rapides ont été construits, et le Japon, la Chine, la Corée et la Russie engagent tous des fonds pour poursuivre leur développement. Le second type de réacteur surgénérateur est un réacteur surgénérateur thermique, qui utilise une charge initiale en combustible à base d’uranium enrichi, puis n’utilise que du thorium. Les réacteurs surgénérateurs thermiques n’ont jusqu’à présent été construits qu’à petite échelle et l’Inde, qui a débuté en 2006, a fait ses premiers pas vers un développement à l’industrie.