PPE : « Trois grandes catégories de positions structurent le débat. »… tout se vaut donc ?

Edito de JA.

https://ppe.debatpublic.fr/

 

Sans commentaire…

Extrait :

 

« Nous voici donc arrivés au moment du débat où l’on tentera de mettre en forme les échanges sur le mix énergétique et sur le mix électrique tels qu’ils doivent ressortir au moins en partie de la future PPE issue de la loi de transition énergétique.

Rappelons que cette loi avait comme ambition politique de calmer la « grande querelle énergétique française » qui oppose entre elles les formes d’énergie et d’afficher pour cela des objectifs intermédiaires supposés plus consensuels.

Depuis deux mois, de très nombreux arguments ont été échangés. Trois grandes catégories de positions structurent le débat.

L’une, à l’usage, conteste la loi au motif que ses objectifs seraient en eux-mêmes contradictoires. Les EnR seraient in fine un gouffre financier pour une production intermittente. Il conviendrait donc par exemple de subventionner davantage la chaleur durable ou la mobilité non carbonée et beaucoup moins les EnR électriques, l’électricité étant selon cette position largement propre en raison de la place importante d’un nucléaire qu’il conviendrait au contraire de renforcer.

L’autre revendique une transition plus soft en se fondant sur un certain nombre d’incertitudes. Le contexte géopolitique imprévisible des prix, l’évolution contradictoire des comportements de consommation, la rapidité incertaine de montée en puissance des renouvelables et des innovations technologiques, tout cela appellerait une trajectoire plus prudente. Tout en poursuivant la politique de développement des EnR, il faudrait par exemple retarder significativement (jusqu’à 2035) la réduction à 50% de la part du nucléaire dans le mix électrique.

Une autre position, plus volontaire, estime que les retards sont dus à l’incapacité des pouvoirs publics à proposer des modalités massives d’économie et d’efficacité énergétique pourtant possibles. La rénovation thermique massive du bâti et la mobilité durable, la réduction des consommations d’électricité sans baisse de confort, la baisse des coûts constatés dans les EnR permettraient à la fois de réduire la part des énergies fossiles, et de réduire comme prévu la part du nucléaire considéré comme ruineux et dangereux.

Bien sûr, entre ces trois positions qui balisent le champ des arguments, il y a beaucoup de variantes ou de nuances possibles. La place du gaz et l’évolution vers le biogaz est ainsi largement ouverte par les participants, de même que celle de l’hydroélectricité.

La question des coûts et des impacts économiques et sociaux, celles des rythmes, de l’efficacité de la dépense publique, la productivité en matière d’emploi, d’impacts environnementaux et de sécurité technologique mais aussi l’égalité des territoires, la place du service public, sont donc absolument déterminantes pour tous les acteurs appelés à prendre des décisions.

Mais le décideur aura aussi en tête l’objectif rappelé plus haut d’ »unir le pays » et non de le diviser davantage encore.

A chacun aussi dans ce débat, une fois développées ses propres positions de départ, de faire le même effort et d’intégrer cet objectif d’unité sans lequel ni stabilité ni inscription dans la durée ne sont vraiment possibles en matière d’énergie.

Jacques Archimbaud, Président « d »Commission

Publicités

Virole à Fessenheim 2 : bonne pour le service !

Bilan : a-t-on trop tardé à redémarrer Fessenheim 2 ?

L’affaire de la virole du GV de Fessenheim faisait partie des défauts constatés sur les pièces forgées

Lorsque l’on forge une virole on part d’une pièce métallurgique que l’on va poinçonner. Ensuite on forge tout le pourtour pour éliminer les défauts.

Mais on fait en sorte qu’une fois forgée, la virole comporte 2 sur-longueurs que l’on appelle masselotte en langage de forgeron.

Lors de la dernière passe de forge, il faut que la partie centrale se refroidisse plus vite que les masselottes pour que les derniers défauts migrent depuis la partie froide vers les parties chaudes.

On comprends bien que c’est une opération anti-naturelle car si on laisse la pièce se refroidir naturellement, les extrémités vont se refroidir plus vite que la partie centrale.

Mais les forgerons savent bien faire cette opération. Ensuite les sur-longueurs sont coupées et servent à faire des éprouvettes d’essais.

Le problème de la 1ère virole inférieure du GV 2 de Fessenheim 2 est que les forgerons se sont rendus compte que la sur-longueur ou masselotte inférieure ne serait pas assez longue. En toute rigueur cette anomalie devait conduire à rebuter la pièce. Mais le défaut a été considéré comme acceptable et la virole a été montée telle quelle sur le carter de la partie externe côté vapeur du GV 2. Quand l’anomalie a été découverte alors que le GV était en fonctionnement depuis 3 à 4 ans, l’ASN a fait arrêter la tranche.

Il y avait deux options:

  1. Soit prouver par une série d’essais et de calculs que cette anomalie ne posait pas de problème de sûreté,
  2. Soit réparer.

C’est la première option qui a été choisie.

Mais dans cette affaire, l’ASN a laissé à EDF le choix des options.

La 1ère était non garantie en délai et en résultat.

Dans cette affaire, on ne peut faire aucun reproche à l’ASN. Elle a laissé à EDF le choix des options.

NDLR : A noter que jamais un écart qualité constaté a posteriori chez le forgeron n’a occasionné un risque de sureté inacceptable. Son professionnalisme technique n’a pas été mis en défaut in fine. Il n’y a donc pas de raison de douter des pièces en fonction actuellement.

En luttant contre l’électronucléaire, France télévision va dans le sens des déréglements climatiques.

Les journalistes, parfois inspecteurs des travaux finis, auront bientôt l’air malin ! Alors que ENGIE fait des pieds et des mains pour développer les énergies fossiles aux dépends de l’EPR, ce dernier s’annonce enfin comme une pleine réussite.
Une cuve et une enceinte en béton encore 10 fois plus sûre que celles des réacteurs actuels, une productivité encore 15 % meilleure, les Français vont bientot réceptionner leur cash-machine.
En 60 ans l’EPR produira 740 TWh ! soit 14€/MWh (1,4 cent/kWh, hors externalités) et bien moins encore en Chine…

Et i

maginez combien après prolongation à 80 ou 100 ans.
Seuls les Chinois ont fait plus vite et se réjouissent de mettre à Taïshan les dernières touches à ce gros bijou de technologie, le plus sûr et le plus puissant que l’humanité ait jamais conçu. Tel une forteresse mettant progressivement à l’abri les citoyens inquiets d’une possible crise pétrolière. Deux EPR en Chine qui vont bientôt démentir tous les oiseaux de mauvais augure.

Tel l’A380, ce modèle EPR est un peu en avance sur les besoins; sur les volontés de renoncer au gaz fossile bon marché, mais on espère en vendre autant que les 331 unités de l’avionneur ! En effet le climat est un défi sans précédent : il nous reste 75 ans pour stabiliser le climat en divisant les émissions de CO2 par 3 alors que la population va presque doubler, avant de finalement décroître.

En conclusion : tous les feux sont au « vert » pour que l’EPR produise une électricité propre (décarbonée, avec 10 fois moins de mines, 10 fois moins chère que les ENR intermittentes avec leur stockage induit, dont les pollutions sont définitivement confinées, et qui réduit les tensions géopolitiques mondiales dans le domaine des hydrocarbures)
Greenpeace refusera de comprendre cela tant que ses donateurs ne lui montreront pas le chemin.
Donc France Télévision également.

Réchauffement : une étude de piètre qualité qui pretend réduire de 45% les prévisions du GIEC

Stratégie du doute, nouvelle offensive.

https://www.dreuz.info/2018/05/19/rechauffement-une-nouvelle-etude-scientifique-reduit-de-45-les-previsions-catastrophes-du-giec/

1) les deux périodes comparées sont très courtes : 9 ans et 13 ans.
Pour avoir des données représentatives du climat, il faut moyenner sur plusieurs décennies. On prend généralement 30 ans, voire plus.

2) l’effet du CO2 s’effectue lentement, l’océan et la cryosphère
imposent leur grande inertie. C’est donc dans plusieurs décennies qu’on aura le plein effet de la concentration actuelle de CO2, même si on réussissait à l’empêcher d’augmenter à partir de maintenant.

Donc, comparer les variations de températures et de concentration de CO2 aux mêmes dates pour ces deux variables n’a aucune valeur scientifique. Et cette comparaison est d’autant moins pertinente que les taux d’accroissement du CO2 étaient très différents à ces deux périodes.

Rien de surprenant de la part de #JudithCurry. Elle cherche surtout à faire parler d’elle. @curryja

https://t.co/Fr0h1CAALW

TESLA UK : Quelques remarques sur l’usage des batteries dans le réseau

1) Le projet de Tesla au Royaume Uni est semble-t-il identique en dimensionnement à celui que Tesla a mis en service fin 2017 en Australie du sud pour stabiliser le réseau. Il sert essentiellement à faire du réglage primaire et marche très bien du fait de la rapidité de réaction des batteries. Au-delà de motifs de sécurité du réseau, l’intérêt de ces batteries peut également être économique si elles permettent de se substituer au réglage primaire apporté par des moyens pilotables qui, de ce fait, peuvent fonctionner en base à 100 % de leur puissance (et non 95 %) pour améliorer leur productible et rentabilité. C’est une question de coûts comparatifs,

2) Ceci étant dit, c’est essentiellement la puissance qui est intéressante dans ce cas, d’où le type de dimensionnement 100 MW mais seulement 129 MWh de capacité, ce qui ne permet que de passer des pointes très courtes, inférieures à 1 heure (car les batteries ne peuvent être complètement déchargées),

3) Pour passer par exemple la pointe hivernale de 19 h en France, qui a une forme d’évolution grosso modo triangulaire d’amplitude 5 GW environ (ou un peu plus) et dont la base a une durée d’à peu près 2h30, il faudrait effectivement disposer d’une capacité de stockage utile de 6 à 7 GWh. Capacité disponible avec les STEP actuelles, mais qui serait beaucoup plus coûteuse avec des batteries. Ceci étant dit, remplacer ponctuellement quelques TAC de pointe de 400 MW par quelques batterie de même puissance capables de stocker 1 à 2 heures d’énergie peut probablement apporter une solution partielle dont il pourrait être intéressant de chiffrer la rentabilité comparée, sachant qu’on évite en outre des émissions de CO2. Mais, cela n’a pas de sens tant que les STEP et TAC actuelles suffisent.

GS

In english

https://incofeee.wordpress.com/2018/05/20/tesla-uk-some-remarks-on-the-use-of-batteries-in-the-network/

Exposition fortuite aux faibles doses de rayons des résidents de Taiwan : pourquoi les cancers diminuent très fortement ?

Les effets de l’exposition au cobalt 60 sur la santé des résidents de Taiwan suggèrent une nouvelle approche nécessaire en radioprotection.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18648557

Abstrait

L’approche conventionnelle pour la radioprotection est basée sur le modèle linéaire de la carcinogenèse du rayonnement de la CIPR, sans seuil (LNT), ce qui implique que les rayonnements ionisants sont toujours nocifs, quelle que soit la dose. Mais une approche différente peut être dérivée des effets sur la santé observés de la contamination par hasard de 1700 appartements à Taiwan avec du cobalt 60 (T (1/2) = 5,3 y). Cette expérience indique que l’exposition chronique du corps entier à un rayonnement à faible dose, même accumulée à une dose annuelle élevée, peut être bénéfique pour la santé humaine. Environ 10 000 personnes ont occupé ces bâtiments et ont reçu, sans le savoir, une dose moyenne de rayonnement de 0,4 Sv pendant une période de 9 à 20 ans. Ils n’ont pas souffert d’une incidence plus élevée de mortalité par cancer, comme le prédisait la théorie du LNT. Au contraire, l’incidence des décès par cancer dans cette population a été considérablement réduite, atteignant environ 3% de l’incidence des décès par cancer spontanés chez le grand public taïwanais. En outre, l’incidence des malformations congénitales a également été réduite à environ 7% de l’incidence dans le grand public. Ces observations semblent être compatibles avec le modèle de radiothérapie hormesis. Les informations sur cette expérience à Taïwan devraient être communiquées au public dans le monde entier pour aider à apaiser sa peur des rayonnements et créer une impression positive sur les applications importantes des rayonnements. Des dépenses de plusieurs milliards de dollars dans l’exploitation des réacteurs nucléaires pourraient être économisées et l’expansion de la production d’électricité nucléaire pourrait être facilitée. En outre, cette connaissance encouragerait la poursuite des recherches et la mise en œuvre d’applications très importantes du corps entier, l’irradiation à faible dose pour traiter et guérir de nombreuses maladies, y compris le cancer. Les conclusions de cette étude s’écartent tellement des attentes, sur la base des critères de la CIPR, que nous pensons qu’elles devraient être soigneusement examinées par d’autres organisations indépendantes et que des données démographiques non disponibles pour les auteurs soient fournies, de sorte qu’une analyse épidémiologique complète analyse valide peut être faite. Bon nombre des facteurs confondants qui limitent d’autres études utilisées à ce jour, tels que les survivants de la bombe A, les travailleurs Mayak et les évacués de Tchernobyl, ne sont pas présents dans cette exposition de la population. Ce devrait être l’un des événements les plus importants sur lesquels fonder les normes de radioprotection. Nous croyons qu’ils devraient être soigneusement examinés par d’autres organisations indépendantes et que des données sur la population non disponibles pour les auteurs soient fournies, de sorte qu’une analyse épidémiologiquement valide et entièrement qualifiée puisse être faite. Bon nombre des facteurs confondants qui limitent d’autres études utilisées à ce jour, tels que les survivants de la bombe A, les travailleurs Mayak et les évacués de Tchernobyl, ne sont pas présents dans cette exposition de la population. Ce devrait être l’un des événements les plus importants sur lesquels fonder les normes de radioprotection. Nous croyons qu’ils devraient être soigneusement examinés par d’autres organisations indépendantes et que des données sur la population non disponibles pour les auteurs soient fournies, de sorte qu’une analyse épidémiologiquement valide et entièrement qualifiée puisse être faite. Bon nombre des facteurs confondants qui limitent d’autres études utilisées à ce jour, tels que les survivants de la bombe A, les travailleurs Mayak et les évacués de Tchernobyl, ne sont pas présents dans cette exposition de la population. Ce devrait être l’un des événements les plus importants sur lesquels fonder les normes de radioprotection. les travailleurs mayak et les évacués de Tchernobyl ne sont pas présents dans cette exposition de la population. Ce devrait être l’un des événements les plus importants sur lesquels fonder les normes de radioprotection. les travailleurs mayak et les évacués de Tchernobyl ne sont pas présents dans cette exposition de la population. Ce devrait être l’un des événements les plus importants sur lesquels fonder les normes de radioprotection.

Les risques de prolifération sont-ils un motif valable pour se passer de la principale énergie décarbonée pilotable qui sauve le climat ?

 

Il n’y a pas de risques de prolifération avec les réacteurs actuels

https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/nucleaire-il-ny-a-pas-de-risques-de-proliferation-avec-les-reacteurs-actuels-6959/

Dieu merci il est difficile de construire une bombe atomique. Il faut d’abord se procurer ou fabriquer le matériau : uranium très enrichi ou plutonium de bonne qualité. Puis il faut mettre l’explosif nucléaire sous forme métallique, lui donner la forme adéquate sans provoquer d’accident de criticité, mettre au point les explosifs classiques, les mettre en place.

Il faut aussi pouvoir procéder à des essais, ou, à défaut, disposer de programmes de simulation très évolués mobilisant des capacités de calcul considérables.

Il faut donc des neutroniciens, des métallurgistes, des artificiers, des chimistes et des spécialistes des mesures nucléaires.

Ceci est, bien sûr valable pour les états qui désirent acquérir des armes nucléaires. Ce ne l’est pas pour les organisations terroristes qui pourraient voler des armes, nous y reviendrons. Dans un premier temps nous discutons de la prolifération étatique

Retour sur l’histoire

Historiquement, les états qui ont acquis un arsenal nucléaire ont commencé par le militaire avant de développer la production d’électricité nucléaire qui fut donc une retombée des activités militaires, et non l’inverse. Ceci est évidemment vrai des USA avec le programme Manhattan de mise au point des bombes A lancées sur Hiroshima et Nagasaki. Dans le cadre de ce programme Enrico Fermi et ses collaborateurs réalisèrent le premier réacteur nucléaire à Chicago dans la perspective de produire du plutonium qui sera utilisé dans la première explosion expérimentale d’Alamogordo, puis pour la bombe de Nagasaki. De même la première usine d’enrichissement isotopique de l’uranium fut réalisée pour fournir l’uranium 235 de la bombe de Hiroshima. Les premiers réacteurs refroidis par l’eau légère furent ceux des sous marins nucléaires américains et l’expérience acquise donna naissance aux réacteurs civils REP et REB. Le même type de chronologie a été observé en Grande Bretagne, en Russie, en Chine et en France.

En France, malgré la volonté pacifiste de Frédéric Joliot, il apparut très vite que le programme nucléaire français avait pour ambition de donner à la France les moyens de se doter de l’arme nucléaire[1].  C’est ainsi que le rôle essentiel des trois réacteurs de Marcoule fut de fournir le plutonium de ce qui serait le force de frappe. De même l’usine de séparation isotopique de Pierrlatte a-t-elle été construite pour fournir l’uranium très enrichi des armes et celui nécessaire aux réacteurs des sous marins. Si le premier réacteur plutonigène de Marcoule, G1 démarra dès 1956,   le premier réacteur EDF, Chinon A1 ne fut opérationnel qu’en 1963.

Les cas de l’Inde et du Pakistan sont intéressant puisqu’ils obtinrent du Canada la construction de réacteurs CANDU, particulièrement bien adaptés pour le production de plutonium militaire en 1951, 1959 et 1967 pour l’Inde, en 1956 pour le Pakistan. L’Inde devait procéder à sa première explosion nucléaire en 1974. Le traité de non prolifération n’intervint qu’en 1968 de sorte que l’aide du Canada à ces deux pays n’était pas illégale. La suite montra clairement que l’Inde et le Pakistan avaient bien en tête la réalisation d’une arme nucléaire.

Plus récemment l’Irak s’était lancé dans un programme d’armement atomique sans disposer de réacteur, visant l’obtention d’uranium 235 enrichi. Il en est de même de l’Inde. La Corée du Nord a obtenu des centrifugeuses de Qader Khan.

Israel a sans doute réalisé ses charges nucléaires grâce à la production de plutonium de son petit réacteur de recherches à Dimona (construit par la France). Personne ne doute qu’Israel dispose d’une force nucléaire conséquente. Il est probable qu’Israel a eu accès aux résultats de certains tests nucléaires français et qu’il a réalisé un test dans l’océan indien en collaboration avec l’Afrique du Sud[2]

En conclusion on peut constater qu’aucun pays actuellement détenteur d’un arsenal nucléaire n’a utilisé des réacteurs à vocation électrogène pour fabriquer le plutonium dont il aurait eu besoin. L’ambition militaire est, jusqu’à présent, première par rapport aux applications énergétiques de l’atome.

Les sources des explosifs nucléaires

Les matières premières pour la fabrication d’une arme nucléaire sont l’uranium 235 enrichi à au moins 90% et le plutonium 239. La bombe de Hiroshima faisait appel à l’uranium 235. Cette bombe était du type « canon » dans lequel la réunion d’un « obus » et d’une cavité en uranium 235 suffit pour provoquer une explosion nucléaire. La masse d’uranium 235 dans ce type d’engin était de l’ordre de 60 kg.

Il est impossible d’utiliser la technique du canon pour le plutonium 239 car celui-ci est toujours accompagné de plutonium 240 qui est un fort émetteur de neutrons du fait d’une probabilité élevée de fission spontanée. Pour le plutonium « militaire » le nombre de neutrons émis par seconde est de 63, alors que pour l’uranium 235 il est de 0;0003.

 

  Pu-238 % Pu-239 % Pu-240 % Pu-241 % Pu-242 % neutrons/g/s.
Pu Arme   93 7     63
Pu réacteur 2 53 24 15 6 370
Génération de neutrons neutrons/g/s. 2600 0,02 900 0,05 1700  

Tableau 1

Composition isotopique du plutonium optimisé pour les armes et extrait des réacteurs de type REP

La réalisation d’un engin utilisant du plutonium exige d’utiliser un système d’implosion, beaucoup plus difficile à mettre au point que le système « canon ».

La séparation de l’uranium 235

La première séparation de l’uranium 235 a été faite aux USA, dans le cadre du projet Manhattan grâce à une batterie de séparateurs isotopiques, les calutrons, (une sorte de cyclotron, construit par  E.O.Lawrence). La consommation électrique de ces équipements était considérable et la technique fut abandonnée au bénéfice de la diffusion gazeuse. Seul l’Irak de Saddam Hussein lança un programme de séparation basé sur 90 calutrons consommant 140 MW[3]. La suite du programme américain fut réalisé grâce aux usines de diffusion gazeuse d’Oak Ridge.

Il faut remarquer que les calutrons de Saddam n’avaient pas été détectés par les experts de l’AIEA avant la fin de la première guerre d’Irak. La technique des calutrons ne présente pas de difficultés majeures.

Les usines de séparation par diffusion gazeuse ne sont pas aussi discrètes et se prêtent mieux à une détection par la mesure de l’activité alpha due à des émissions d’uranium. De plus la taille des usines de diffusion gazeuse se prête à une détection aérienne. Par contre la technique de centrifugation qui est désormais le standard pour la séparation isotopique rend très difficile la détection d’installations clandestine.

La production de plutonium

Le plutonium peut être produit dans des réacteurs de recherche ou dans des réacteurs de production. Il est pratiquement impossible de dissimuler un réacteur.

Pour les inspecteurs de l’AIEA il peut être important de savoir quand les combustibles sont déchargés d’un réacteur. Un programme clandestin de production de plutonium peut utiliser des réacteurs de recherche pour irradier des cibles d’uranium naturel. Ces cibles peuvent être extraites réacteur en marche, et donc sans attirer l’attention des inspecteurs. Il en est de même pour les réacteurs pourvus d’une machine de déchargement en marche comme les réacteurs CANDU. De plus l’extraction de l’uranium irradié peut se faire de telle manière que le plutonium produit ait la qualité militaire.

Au contraire, les réacteurs de puissance de type REP ou REB ne peuvent être déchargés qu’à l’arrêt. Une surveillance par satellite permet de détecter l’état de marche ou d’arrêt de ces réacteurs grâce à leur plus ou moins grande émission infrarouge.

Une fois extrait le combustible irradié il est nécessaire de le retraiter pour obtenir le plutonium. La première opération consiste à cisailler l’élément combustible. De ce fait, le krypton 85 qui a une période de 10,7 ans  et qui est produit dans la fission est relâché et sa détection est assez facilement réalisée. Sa production est d’autant plus importante que le combustible a été plus irradié et, bien sûr que la quantité de combustible retraité est plus importante.

En conclusion la détection d’une production clandestine de plutonium est beaucoup plus facile que celle d’un enrichissement clandestin en uranium 235.

 

Pourquoi le plutonium est-il difficile à utiliser?

Nous avons vu que l’utilisation du plutonium rendait nécessaire le recours à la technique de l’implosion. Nous allons essayer d’expliquer pourquoi.

Le principe de l’explosion nucléaire est de créer une configuration la plus super-critique possible et d’y déclencher une réaction en chaîne. Une réaction en chaîne ne peut être initiée que par la présence de neutrons. Pratiquement, on essaye de réaliser la configuration super-critique  et dès qu’elle est atteinte d’injecter une impulsion de neutrons.

Au fur et à mesure que la réaction en chaîne se développe de l’énergie est produite dans l’explosif nucléaire, la température et la pression augmentent, ce qui conduit à une perte d’uranium ou de plutonium par « évaporation ». Cette perte entraîne une diminution du facteur de multiplication neutronique jusqu’à ce que la réaction en chaîne s’arrête. Pour atteindre un bon rendement de l’engin il faut donc que le développement de la réaction en chaîne se fasse aussi vite que possible.

Précisons quelques ordres de grandeurs.   Supposons que l’énergie dégagée par l’explosion soit de 20 kt de TNT (puissance des bombes de Hiroshima et Nagasaki).

1 kt de TNT est équivalent à 4. 6×10¹² Joules, soit 2.9×1025 MeV. Cette énergie est produite par 1.4×10²³  fissions, soit la fission d’environ 60 grammes d’uranium 235 ou de plutonium 239. On voit que, dans le cas de la bombe de Nagasaki (fat man), environ 1,2 kg de plutonium a fissionné. On estime[4] que la masse initiale de plutonium était de 6,2 kg, soit un rendement de 20%. Le rendement fut beaucoup moins bon pour la bombe « canon » de Hiroshima(little boy), à peine un peu plus que 1%.

Dans le cas de « fat man » on peut calculer que le température atteinte avait été de l’ordre de 200 millions de degrés, et « seulement » 100 millions de degrés pour « little boy ». La pression atteint quelques 108 bars et la vitesse d’expansion du coeur fissile environ 108 cm/s.

La dynamique de développement de la réaction en chaîne est donnée par :

ou encore où  t est la durée s’écoulant entre deux générations de neutrons dans la réaction en chaîne, de l’ordre de 10-8 s.

Le plutonium était entouré d’une coquille d’uranium. C’est l’ensemble plutonium+uranium qui peut être considéré comme une « boule de feu »en expansion. Le temps de vie de cette boule peut être estimée à environ 10-7 s, soit 10 générations de neutrons. Il est important qu’à l’occasion de ces dernières générations le gain d’énergie soit le plus grand possible. En effet si, par exemple, keff=2, le gain d’énergie atteint un facteur 1000, ce qui signifie que l’énergie produite 10 générations avant l’arrêt de la réaction n’était que de 20 tonnes de TNT, suffisamment faible pour l’expansion de la boule de feu soit contenue par l’implosion des explosifs classiques. Si keff=1,5  le gain n’est plus que de 50 et il est probable que le confinement ne sera pas suffisant.

Par ailleurs, il est important que la réaction en chaîne ne démarre pas prématurément, dans une configuration de faible valeur de keff . Or la durée de la phase de compression par implosion dure quelques microsecondes, c’est à dire une durée pendant laquelle plusieurs centaines de générations de neutrons peuvent se développer. Un seul neutron peut alors déclencher la réaction en chaîne dans des conditions où le confinement ne sera pas suffisant, faute d’une valeur suffisamment élevée de  keff. Pour 6  kg de plutonium le nombre de neutrons émis consécutivement à des fissions spontanées du plutonium 240 atteint 0,4 millions/s, soit 0,4 par microsecondes. Il semble que la probabilité pour que des tirs semblables à « fat man » fassent long feu est assez faible, de l’ordre de 10%.

Le plutonium extrait des réacteurs REP peut-il servir à fabriquer une bombe?

Le plutonium issu des réacteurs se distingue du plutonium militaire de deux points de

vue: une diminution du facteur de multiplication neutronique d’environ 10%, d’une part, une augmentation de l’émission spontanée de neutrons, d’autre part. La diminution du facteur de multiplication n’est sans doute pas rédhibitoire Par contre la multiplication par 6 du nombre de neutrons spontanés multiplie par près de 6 la probabilité d’un tir faisant long feu, c’est à dire que cette éventualité arriverait une fois sur deux.

Par ailleurs la présence de plutonium 238, de période égale à 86 ans dans le plutonium extrait des réacteurs REP causerait un échauffement 4 à 5 fois plus élevé que dans le cas du plutonium militaire, ce qui poserait des problèmes avec les explosifs. Enfin le plutonium 241 se transforme en Américium 241 avec une période de 14,4 années. L’américium 241 est un poison neutronique réduisant encore de 10% le coefficient de multiplication neutronique.

Les américains ont fait exploser un engin utilisant du plutonium extrait d’un réacteur anglais de type Magnox.

En résumé il semble possible mais compliqué d’utiliser du plutonium extrait de réacteurs pour fabriquer un engin explosif. Mais la vraie question est de savoir pourquoi les états désirant acquérir l’arme nucléaire devraient faire compliqué alors qu’il peuvent faire simple en enrichissant l’uranium avec des centrifugeuses, ou en produisant du plutonium avec de petits réacteurs de recherche. Il faut souligner qu’avec la facilité d’enrichir l’uranium que donnent les centrifugeuses la voie du plutonium, même de qualité militaire apparaît bien compliquée. C’est ce que semblent avoir compris les Iraniens.

Et le danger terroriste?

Il est très peu probable que des groupes terroristes puissent acquérir la technologie des bombes à plutonium. Ce ne serait pas impossible pour les bombes à uranium, mais cela demande de grosses quantités d’uranium 235.

En réalité le danger qui paraît le plus grave est celui de groupes terroristes se procurant une bombe opérationnelle grâce à des complicités dans les structures militaires de certains états comme le Pakistan. Je ne vois malheureusement pas comment conjurer ce danger, si ce n’est grâce à des services secrets efficaces.

Ajoutons qu’il existe des techniques qui permettent de détecter des engins explosifs. On peut, en effet, coupler détection de rayons cosmiques et détection de neutrons pour révéler la présence de corps dans un camion, un container et, plus difficilement dans un bateau. Encore faudrait-il qu’il y ait suffisamment des systèmes de détection installés, et encore, faudrait-il savoir où.

Hervé Nifenecker

 

[1]    Voir par exemple « Les moyens de la puissance: les activités militaires du CEA », Jean-Damien Pô, Ellipeses 2001

[2]    Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucl%C3%A9aire_de_Dimona

[3]    http://en.wikipedia.org/wiki/Calutron

[4]    Voir http://en.wikipedia.org/wiki/Fat_Man