2024-08-15
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Le 10 juin 2024, TerraPower, une société d'énergie nucléaire investie par le fondateur de Microsoft Bill Gates, a annoncé que son réacteur Natrium de centrale nucléaire de nouvelle génération (nouvelle génération, également connue sous le nom de « quatrième génération ») coûtait jusqu'à 4 milliards de dollars au sol. débourrage à Kemmerer, Wyoming. Le projet est un réacteur rapide refroidi au sodium de 345 MW équipé d'un système de stockage d'énergie aux sels fondus qui peut augmenter la puissance de production à 500 MW lorsque le réseau en a besoin. Il devrait être mis en service en 2030.
Bill Gates a investi très tôt dans l'énergie nucléaire. TerraPower, fondée en 2006, coopérera en 2021 avec Pacific Power Company, filiale de Berkshire Hathaway de Buffett, pour poursuivre le développement du réacteur à neutrons rapides (SFR) refroidi au sodium de « quatrième génération ». , et espère réaliser l’application de cinq nouvelles centrales nucléaires en 2035. L’amélioration significative de l’efficacité énergétique favorisera grandement la production, le mode de vie et la civilisation.
Contrairement au « réacteur à eau légère » de l'énergie nucléaire de troisième génération qui utilise l'eau comme modérateur et fluide caloporteur, Natrium, connu sous le nom d'énergie nucléaire de quatrième génération, utilise du sodium métallique liquide comme fluide de travail. Les réacteurs à eau sous pression (REP) courants d'aujourd'hui peuvent réaliser un échange thermique à 325 °C sans vaporisation à 150 atmosphères. Le point d'ébullition du sodium métallique est de 883 °C, de sorte que le « réacteur nano-refroidi » peut augmenter la température de fonctionnement du réacteur jusqu'à 550 °C sans pressurisation. La conductivité thermique du sodium métallique est 50 fois supérieure à celle de l'eau. Compte tenu de la température de fonctionnement plus élevée mentionnée ci-dessus, la « Nuclear Regulatory Commission (NRC) » évalue que l'efficacité d'échange thermique du sodium métallique liquide est 100 fois supérieure à celle de l'eau. et son efficacité de fonctionnement est supérieure à celle de la troisième génération. L'énergie nucléaire est beaucoup plus élevée.
Les « réacteurs à eau légère » (y compris les réacteurs à eau bouillante et les réacteurs à eau sous pression) ne peuvent utiliser que de l'uranium 235, qui représente environ 0,72 % de l'uranium naturel, mais ne peuvent pas utiliser de l'uranium 238, qui représente 99,28 % de l'uranium naturel. Par conséquent, après la mise au rebut des barres de combustible nucléaire, le rayonnement résiduel des déchets nucléaires est encore très élevé et les produits après la réaction de fission contiennent également un grand nombre d'éléments lourds, tels que les actinides, qui sont difficiles à utiliser, et le Les risques radiologiques sont grands. Le traitement et la conservation des déchets nucléaires sont devenus un problème de sécurité dans le monde entier.
Le réacteur à neutrons rapides de « quatrième génération » peut utiliser l'uranium 238, extrêmement abondant dans l'uranium naturel, pour éviter un énorme gaspillage de matières nucléaires. Et dans le réacteur à neutrons rapides, l'uranium 238 capture les neutrons rapides et subit deux désintégrations bêta pour former du plutonium 239, qui sert de source d'énergie à la « machine thermoélectrique à radio-isotopes » et peut être utilisé pour entraîner des engins spatiaux. Cette caractéristique « un poisson, deux poissons » est appelée « reproduction » en physique nucléaire, et les réacteurs à neutrons rapides sont donc également appelés « réacteurs surgénérateurs à neutrons rapides ».
Une plus grande efficacité signifie de plus grands profits. Qui ne voudrait pas d’une si bonne chose ? Les réacteurs à neutrons rapides ne sont pas un concept nouveau. Dès 1951, la première centrale nucléaire de l'histoire de l'humanité à produire réellement de l'électricité, le « Réacteur expérimental surgénérateur n° 1 » (EBR-1), utilisait le principe des réacteurs à neutrons rapides. Le liquide de refroidissement est un alliage liquide sodium-potassium.
Cependant, la théorie est très avancée, mais l'application ne peut pas suivre. La science est très parfaite, mais la technologie est difficile à réaliser. Cela est souvent inévitable dans le processus de transformation de la science pure en technologie pratique. cela prend des décennies, voire des générations. Les premiers réacteurs surgénérateurs rapides à métal liquide étaient incapables de surmonter l’effet de corrosion du sodium métallique liquide sur les conteneurs et les tuyaux.
Le sodium métallique est très réactif. Il s'oxyde violemment et brûle lorsqu'il est exposé à l'air. Par conséquent, en utilisation industrielle, le sodium doit être trempé dans du kérosène pour le stockage.
Historiquement, la plupart des surgénérateurs à neutrons rapides à métal liquide n'ont pas bien fini : le réacteur « Monju » construit au Japon en 1986 a eu une fissure dans le système de refroidissement en 1995 et a laissé échapper 640 kilogrammes de vapeur de sodium, provoquant depuis lors un incendie. a continué à mal fonctionner, le directeur adjoint du département des affaires du groupe Dongran s'est suicidé en sautant d'un bâtiment pour s'excuser. Cependant, il n'a pas pu sauver la situation et le réacteur a finalement été arrêté en 2010. Le Superphénix construit en France en 1976 était autrefois le plus grand réacteur surgénérateur du monde. Il a également connu des corrosions et des fuites dans son système de refroidissement à l'azote liquide. Il a finalement été arrêté en 1997 en raison de divers problèmes.
Actuellement, les seuls « réacteurs refroidis au sodium » encore en activité dans le monde sont les réacteurs russes BN600 et BN800. Le Grand Bond en avant de la science et de la technologie de l'ancienne marine soviétique a utilisé des « réacteurs refroidis au sodium » sur le sous-marin nucléaire de type 705, ce qui a conduit à de fréquents accidents nucléaires : les bateaux K-64 et K-123 ont tous deux connu des accidents nucléaires majeurs dus à défaillances du pipeline de liquide de refroidissement au sodium. Les États-Unis, plus avancés technologiquement, ne font guère mieux. Le SSN-575, mis en service en 1957, est le seul sous-marin nucléaire de l'armée américaine à utiliser un « réacteur refroidi au sodium ». accident de fuite, qui entraîna son démantèlement en 1958. Le « réacteur refroidi au sodium » fut remplacé par un réacteur à eau sous pression relativement arriéré.
En réponse aux dangers du sodium métallique, la communauté scientifique et technologique travaille sans relâche depuis des décennies, essayant divers matériaux tels que le mercure, le plomb, l'étain, l'alliage sodium-potassium, l'alliage plomb-bismuth, etc. "Commission exécutive de l'Union européenne" entre 2015 et 2019, a investi 6,6 millions d'euros pour construire trois projets de démonstration de réacteurs à neutrons rapides, évaluer la simulation thermohydraulique et le plan expérimental pour étudier SESAME, étudier l'écoulement des fluides métalliques dans les pipelines et les réacteurs nucléaires et leur impact sur L'équipement, axé sur l'étude du nanorefroidissement, jette les bases du développement de la voie technologique de refroidissement au plomb.
Même si le problème de sécurité du sodium métallique est résolu, il reste un problème de sécurité des armes nucléaires à résoudre. Le « réacteur à eau légère » de troisième génération, actuellement populaire, ne peut pas être utilisé pour des armes nucléaires et est considéré comme un modèle « d'utilisation pacifique de l'énergie nucléaire ». Cependant, le plutonium-239, le produit de la réaction du « réacteur surgénérateur rapide », est une matière nucléaire de qualité militaire. La deuxième bombe atomique « Fat Man » qui a fait exploser Nagasaki en 1945 était une bombe au plutonium. C'est également la raison pour laquelle la Russie insiste sur le maintien de « réacteurs refroidis au sodium » et la Corée du Nord construit des réacteurs à eau lourde. Les deux types de réacteurs peuvent produire du plutonium 239 de qualité militaire, qui peut être utilisé pour fabriquer des armes nucléaires.
C'est pourquoi « l'Agence internationale de l'énergie atomique » souligne que les pays dotés de « réacteurs surgénérateurs rapides » doivent avoir des politiques et des mesures de surveillance plus claires. Mais l'expérience historique nous dit : le « renforcement de la gestion » fondé sur les faiblesses humaines est la solution la moins fiable. En comparaison, l'idée technique suivante est légèrement plus fiable : modifier complètement la conception du crayon de combustible nucléaire, de sorte que la charge primaire puisse être utilisée directement jusqu'à sa mise au rebut complète, et qu'elle ne puisse pas être retirée en toute sécurité sous prétexte de « maintenance ». au milieu pour éviter que le plutonium, produit de fission, ne soit raffiné et volé en secret, si quelqu'un démantèle ou vole illégalement, il sera exposé à des radiations nucléaires mortelles pour éviter le risque de terrorisme nucléaire.
Les projets présentant des risques plus élevés devraient être construits dans des zones relativement désolées, fermées et peu peuplées. Si un accident se produit, le degré de préjudice, le contrôle de l'opinion publique et l'indemnisation des victimes seront relativement faibles. Le Wyoming, où se trouve le réacteur refroidi au sodium de « quatrième génération » investi par Bill Gates et Buffett, se trouve dans l'ouest des États-Unis et est l'État le moins peuplé des États-Unis. Cela est conforme à l'expérience conventionnelle ci-dessus.
La question est la suivante : tous les problèmes techniques du surgénérateur rapide à métal liquide, qui ont été essayés et échoués à maintes reprises au cours des dernières décennies, ont-ils été résolus par l’équipe de recherche scientifique de Bill Gates ? Les solutions en matière de sécurité de la technologie nucléaire et de sécurité des armes nucléaires sont-elles réellement garanties de manière fiable ? Il y aura cinq nouvelles centrales nucléaires d’ici 2035. Les technologies et les procédés sont-ils vraiment matures ? Il s’agit bien entendu du secret commercial de Bill Gates, et le monde extérieur ne peut le vérifier qu’au fil du temps.
Outre le thème de l'énergie nucléaire, il existe également une technologie non nucléaire mais connexe, à savoir le système de stockage d'énergie aux sels fondus qui soutient le réacteur Natrium. Il peut stocker l'énergie excédentaire lorsque la production d'énergie nucléaire atteint son maximum et que la consommation d'énergie du marché atteint son maximum ; et lorsque la consommation d'énergie du marché atteint son maximum, le réacteur Natrium n'a pas besoin d'être surchargé, mais il peut augmenter la production d'énergie électrique de 155 MW d'environ 45 % tout en répondant aux besoins du marché. demande, elle assure également le bon fonctionnement et la sûreté des centrales nucléaires et des réseaux de transport et de transformation d’électricité.
Le système de stockage d'énergie aux sels fondus utilise l'énergie excédentaire des centrales nucléaires pour faire fondre des sels inorganiques sûrs et bon marché tels que le nitrate de sodium, le nitrate de potassium et le nitrate de calcium dans des réservoirs de stockage de lave à haute température afin de stocker d'énormes quantités d'énergie thermique. Lorsqu'il libère de l'énergie, le sel fondu à haute température traverse l'échangeur de chaleur et entraîne le générateur de vapeur pour produire de l'électricité. Cette méthode de stockage d'énergie est appelée « stockage d'énergie thermique TES ». Cette méthode de stockage d'énergie peut ralentir considérablement la perte d'énergie thermique. Un article paru dans la revue scientifique et technologique "Journal of Energy Storage" souligne que le réservoir de stockage utilisant la nouvelle technologie utilise une couche d'isolation d'environ 125 cm d'épaisseur et que l'énergie mensuelle est absorbée. la perte n'est que de 5 %, TES peut réaliser un stockage d'énergie pendant des mois, voire plusieurs saisons.
Comparé aux batteries lithium-ion, qui ne perdent en moyenne que 0,5 à 1 % d'énergie par mois, l'effet de stockage d'énergie des systèmes de stockage d'énergie au sel fondu n'est pas si bon et la perte d'énergie est plus importante. Cependant, ses sels minéraux sont peu coûteux, plus sûrs et ne présentent pas les énormes risques potentiels de pollution environnementale liés au stockage d’énergie chimique comme les ions lithium.
Ce type de système de stockage d’énergie aux sels fondus peut être utilisé non seulement dans les centrales nucléaires, mais également dans les systèmes de production d’énergie solaire. En 2018, Gemasolar, la première centrale solaire thermique capable de produire de l'électricité 24 heures sur 24, est née en Espagne. Elle est placée dans une matrice miroir dans le désert. Ce n'est pas un panneau solaire, mais concentre et réfléchit la lumière du soleil. tour à sel fondu érigée au centre du site. Son intérieur Stocke un mélange de 60% de nitrate de sodium + 40% de nitrate de potassium. Lorsqu'il n'y a pas de soleil la nuit, grâce au dégagement de chaleur du sel fondu, il peut toujours produire une énergie stable pendant 15 heures. Sa puissance de 19,9 MW peut fournir une électricité stable à 27 500 foyers.
La centrale solaire thermique à stockage d'énergie aux sels fondus résout non seulement la faiblesse des panneaux solaires traditionnels qui ne peuvent pas produire d'électricité en l'absence de lumière solaire, mais utilise également des miroirs réfléchissants au lieu de panneaux photovoltaïques, ce qui réduit la quantité d'énergie générée lors de la production d'énergie photovoltaïque. de grandes quantités de pollution par les métaux lourds et l’impact durable des panneaux photovoltaïques mis au rebut sur l’environnement.
Le Chili a vu le cas de l'Espagne et a lancé le projet Alba en 2019. Il prévoit de convertir toutes les centrales au charbon de ses zones désertiques en centrales solaires à sel fondu d'une capacité installée de 560 MW. Il espère à terme éliminer complètement les combustibles fossiles traditionnels. d’ici 2040. Méthode de production d’électricité à partir de combustibles. Ce n'est pas seulement à des fins de protection de l'environnement. Pour le Chili, qui manque d'énergie fossile, s'il peut remplacer l'énergie par l'énergie solaire avec une nouvelle structure et une production d'électricité stable 24 heures sur 24, il peut économiser beaucoup de précieuses devises qui étaient à l'origine. utilisé pour importer de l'énergie. Si c'est possible, l'exportation d'énergie électrique vers les pays voisins d'Amérique latine peut rapporter beaucoup de devises étrangères.
Le réacteur Natrium de Bill Gates + le système de stockage d'énergie aux sels fondus, en cas de succès, améliorera sans aucun doute considérablement l'efficacité de la production d'énergie nucléaire. Quant à Buffett, qui a toujours été rusé et calculateur, il fait rarement des erreurs. Cette « énergie nucléaire de quatrième génération » peut avoir de larges perspectives de marché.
Une autre perspective de réflexion est la suivante : commeOpenAILe plus grand investisseur derrière ce projet, Bill Gates, qui est également un homme avec une formation en sciences et en ingénierie, a compris depuis longtemps que la recherche et le développement en IA/IAG consomment beaucoup d'énergie, et l'énergie nucléaire entre ses mains, ainsi que le sel fondu. Un système de stockage d'énergie avec un excès d'énergie peut non seulement assurer la sécurité à l'échelle du système, mais également réduire le coût de consommation d'énergie de la recherche et du développement en IA/AGI (intelligence générale artificielle).
Cela coïncide avec Musk, un autre géant technologique original. Musk a investi très tôt dans SolarCity, ce qui s'est avéré d'une grande importance pour augmenter le cours de l'action de Tesla et la valeur de la marque. Plus profondément, la description par Musk du développement futur de ses marques d'intelligence artificielle xAI et Neuralink a clairement mentionné la recherche et le développement en matière d'IA/AGI. Sur la question de la consommation énergétique, deux des hommes les plus riches du monde « connaissent leurs racines » ont réellement la même vision.
• (Cet article n'est que l'opinion personnelle de l'auteur et ne représente pas la position de ce journal)
Collectez et organisez les dernières informations d'actualité et rendez-les gratuites pour que tout le monde puisse les consulter.
