Des chercheurs de l’université de Tokyo, dans une publication parue dans le Journal of Nuclear Materials, ont mené une étude qui pourrait bien modifier notre vision de la durée de vie des matériaux employés dans les centrales nucléaires. Ce travail s’est concentré sur l’effet des radiations sur le béton, avec pour objectif d’optimiser la fiabilité et la sécurité des réacteurs, tout en évaluant leur rentabilité. Alors que l’énergie nucléaire reste une source majeure d’électricité dans le monde, ces résultats offrent un éclairage intéressant sur les moyens d’allonger la vie et la sûreté de ces installations, notamment avec l’avènement des réacteurs à sels fondus.
Découvrir l’effet des radiations sur le béton
Le béton, matériau composite utilisé dans les centrales nucléaires, intègre souvent du quartz. Les recherches ont montré qu’une exposition prolongée aux radiations, en particulier de type neutronique, altère la solidité structurelle du béton. Grâce à la diffraction des rayons X (une technique qui permet de visualiser les cristaux de quartz irradiés), les chercheurs ont constaté une expansion notable des cristaux quand ils sont soumis à un fort dosage de radiations. Cette dilatation s’explique par une déformation accompagnée d’une amorphisation provoquée par les neutrons.
Un phénomène surprenant a toutefois été observé : lorsqu’on applique une dose plus faible, les cristaux déformés bénéficient d’un temps suffisant pour se rétablir. De plus, les cristaux de plus grande taille présentent moins d’expansion, ce qui laisse penser que la taille joue un rôle dans le comportement, contribuant ainsi à la réduction des déchets nucléaires.
Quelles retombées pour les réacteurs nucléaires
Sous la direction du professeur Ippei Maruyama, du département d’architecture de l’université de Tokyo, cette recherche ouvre de nouvelles pistes pour l’industrie nucléaire. En étudiant le comportement du quartz face à différents dosages de radiation, il devient envisageable de prévoir la réaction globale du béton.
Les retombées de cette étude sont multiples : non seulement elle pourrait prolonger la durée de vie opérationnelle des installations existantes, mais elle influencerait aussi le choix de matériaux pour la construction de réacteurs plus robustes et fiables à l’avenir.
Regards sur le futur et pistes de recherche
Selon l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA), au 20 janvier 2025, on compte 417 réacteurs nucléaires actifs répartis dans 31 pays, avec une puissance installée totale de 377 046 MW. Par ailleurs, 62 réacteurs sont en cours de construction, ajoutant une capacité de 64 461 MW.
L’équipe de chercheurs prévoit maintenant d’élargir ses investigations à d’autres matériaux minéraux, afin d’analyser plus en détail les phénomènes d’expansion et la formation éventuelle de fissures sous rayonnement nucléaire.
C’est une blague ?