Le 6 décembre, le principal projet scientifique et technologique national de la Chine, doté de droits de propriété intellectuelle totalement indépendants et la première centrale nucléaire de quatrième génération au monde, a été officiellement mis en exploitation commerciale à Rongcheng, dans la province du Shandong, marquant ainsi que la Chine a atteint le premier niveau mondial dans la recherche, le développement et l'application de la technologie de l'énergie nucléaire de quatrième génération. La technologie des réacteurs à haute température refroidis au gaz constitue la dernière génération de technologie nucléaire.

Qu’est-ce qu’un réacteur refroidi au gaz à haute température ?

Le réacteur refroidi au gaz à haute température comprend les deux mots-clés « haute température » et « refroidi au gaz ». « Haute température » signifie que le cœur du réacteur utilise des matériaux résistants aux hautes températures tels que le graphite, ce qui permet à la température de sortie du cœur du réacteur d'atteindre une hauteur difficile à atteindre pour d'autres types de réacteurs. Il peut non seulement produire de l'électricité de manière efficace, mais également utiliser des températures élevées pour parvenir à une utilisation complète de l'énergie nucléaire et atteindre plusieurs objectifs d'une seule pierre. Le « refroidissement au gaz » signifie que le réacteur utilise de l'hélium gazeux inerte pour le refroidissement du cœur et le transfert de chaleur, plutôt que la méthode de « refroidissement par eau » des centrales nucléaires traditionnelles à réacteur à eau sous pression. L'hélium ne réagit pas facilement avec d'autres matériaux dans le réacteur à haute température, c'est pourquoi on l'appelle un « réacteur refroidi au gaz à haute température ».

Réacteur à haute température refroidi au gaz : un réacteur nucléaire « intrinsèquement » sûr

La sûreté est la bouée de sauvetage du développement de l’énergie nucléaire. En tant que type de réacteur avancé de la quatrième génération de technologie de l'énergie nucléaire, les réacteurs à haute température refroidis au gaz ont une sécurité inhérente « naturelle ». D’où vient une telle sécurité ?

Le réacteur refroidi par gaz à haute température est appelé « réacteur résistant à la fusion » et sa sécurité est une sécurité inhérente réalisée dès la phase de conception.

Sécurité inhérente = pas de fuite, pas de perte de contrôle, pas de fusion


Zhang Zuoyi, doyen de l'Institut des technologies nucléaires et des énergies nouvelles de l'Université Tsinghua : Par définition, un réacteur intrinsèquement sûr ne dépend pas de l'intervention humaine ou de l'énergie externe en cas d'accident ou de catastrophe naturelle. Le réacteur peut naturellement se refroidir selon les lois naturelles et le cœur ne fondra pas.

Première arme magique de sécurité inhérente : quatre couches d’« armure » ​​résistante aux hautes températures


La boule noire de la taille d'un poing devant vous est la boule de combustible du réacteur refroidi au gaz à haute température.

Wang Rui, débogueur du projet de démonstration de réacteur refroidi au gaz à haute température Huaneng Shidaowan : La couche la plus externe est en graphite et il y a environ 12 000 particules de combustible à l'intérieur. Chaque particule de combustible contient le combustible nucléaire utilisé pour subir des réactions de fission nucléaire et libérer de l'énergie. Contrairement à d'autres combustibles, le combustible nucléaire est ici enveloppé dans quatre couches d'une « armure » en céramique résistante aux hautes températures, ce qui peut empêcher efficacement la fuite de matières radioactives.

Sécurité inhérente, arme magique n°2 : une centrale nucléaire composée de « blocs de construction »


Le projet de démonstration de réacteur refroidi au gaz à haute température adopte une conception modulaire et est composé de deux réacteurs modulaires. Chaque module est un petit réacteur qui peut fonctionner de manière indépendante et peut charger et décharger en continu du combustible nucléaire à tout moment.

Entrer dans le « no man's land » du débogage des réacteurs refroidis au gaz à haute température

De nombreux travaux de recherche et de conception ont été menés au niveau international sur la technologie des réacteurs à haute température refroidis au gaz, mais les centrales électriques commerciales n'ont jamais été construites avec succès. Le projet de démonstration de réacteur refroidi au gaz à haute température est entré dans la phase de débogage en juillet 2020 et a été officiellement mis en production aujourd'hui. Il a surmonté de nombreux obstacles lors du débogage et du fonctionnement de l'unité et est entré dans le « no man's land » de la technologie nucléaire mondiale.

Le travail de débogage d'une centrale nucléaire équivaut au « déminage » de l'unité. Pour un projet de démonstration de réacteur à haute température refroidi au gaz comportant plus de 2 200 premiers ensembles d’équipements, il n’y a aucune expérience à suivre et c’est extrêmement difficile. La centrale nucléaire de Shidaowan possède la cuve sous pression nucléaire la plus grande et la plus lourde au monde. Il s'agit d'un grand réservoir métallique utilisé pour envelopper le cœur du réacteur et l'hélium. Les molécules d'hélium sont petites et faciles à fuir, la première tâche du débogage consiste donc à vérifier l'étanchéité du récipient sous pression.


Wang Rui, débogueur du projet de démonstration de réacteur refroidi au gaz à haute température Huaneng Shidaowan : On peut dire qu'il s'agit d'un test rare à grand volume et à haute pression avec des risques potentiels élevés. Nous devons surveiller plus de 100 points à risque sur le récipient sous pression susceptibles de fuir, et en même temps contrôler sa température pour éviter d'endommager l'équipement.

Après près de 30 mois de travail de débogage, le personnel d'ingénierie a réalisé plus de 700 tests de débogage, développé six technologies de base clés pour le débogage et le fonctionnement propres aux réacteurs refroidis au gaz à haute température, vérifié avec succès la sécurité inhérente et les capacités de fonctionnement continu des réacteurs refroidis au gaz à haute température et obtenu un fonctionnement sûr et stable de l'unité.