Les lasers pourraient réduire la durée de vie des déchets nucléaires de “un million d’années à 30 minutes”, selon un lauréat du prix Nobel

Le physicien prévoit de les découper avec des jets de lumière super rapides.

• Gérard Mourou a déjà reçu un prix Nobel pour ses travaux sur les impulsions laser rapides.
• S’il obtient des impulsions 10 000 fois plus rapides, il dit pouvoir modifier les déchets au niveau atomique.
• Si aucune solution n’est trouvée, nous sommes déjà coincés avec quelque 22 000 mètres cubes de déchets dangereux de longue durée.

Quoi que l’on pense de l’énergie nucléaire, le processus produit des tonnes de déchets radioactifs et toxiques dont personne ne sait quoi faire. Ils sont donc stockés de la façon la plus sûre possible dans des zones de stockage souterraines où ils sont censés rester très, très longtemps : Les pires, l’uranium 235 et le plutonium 239, ont une demi-vie de 24 000 ans. C’est la raison pour laquelle l’Europe – où plus de pays dépendent de l’énergie nucléaire que partout ailleurs – a froncé les sourcils lorsque le physicien Gérard Mourou a mentionné, dans son discours d’acceptation du prix Nobel, que les lasers pouvaient réduire la durée de vie des déchets nucléaires de “un million d’années à 30 minutes”, comme il l’a dit dans une interview avec The Conversation.

Qui est Gérard Mourou ?

Mourou a été le co-récipiendaire de son prix Nobel avec Donna Strickland pour leur développement de Chirped Pulse Amplification (CPA) à l’Université de Rochester. Dans son discours, il a fait référence à sa “passion pour la lumière extrême”.

Le CPA produit des impulsions optiques de haute intensité et très courtes qui contiennent une énorme quantité de puissance. L’objectif de Mourou et Strickland était de mettre au point un moyen de faire des coupes très précises utiles dans les milieux médicaux et industriels.

Il s’avère que le CPA a un autre avantage, tout aussi important. Ses impulsions d’attosecondes sont si rapides qu’elles éclairent des événements autrement inobservables et ultra-rapides, comme ceux qui se produisent à l’intérieur des atomes individuels et dans les réactions chimiques. Mourou espère que cette capacité donnera à l’ACP une chance de neutraliser les déchets nucléaires, et il travaille activement à trouver un moyen d’y parvenir en collaboration avec Toshiki Tajima de l’Université de Californie à Irvine. Comme Mourou l’explique dans The Conversation :

“Prenez le noyau d’un atome. Il est composé de protons et de neutrons. Si nous ajoutons ou enlevons un neutron, cela change absolument tout. Ce n’est plus le même atome, et ses propriétés vont complètement changer. La durée de vie des déchets nucléaires est fondamentalement changée, et on pourrait la faire passer d’un million d’années à 30 minutes !

Nous sommes déjà capables d’irradier d’un seul coup de grandes quantités de matière avec un laser de haute puissance, la technique est donc parfaitement applicable et, en théorie, rien ne nous empêche de la mettre à l’échelle industrielle. C’est le projet que je lance en partenariat avec le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), en France. Nous pensons que dans 10 ou 15 ans, nous aurons quelque chose que nous pourrons démontrer. C’est ce qui me permet vraiment de rêver, en pensant à toutes les applications futures de notre invention.”

Si 15 ans peuvent paraître longs, quand on parle de la demi-vie des déchets nucléaires, c’est un clin d’œil.

Les déchets nucléaires en Europe

Bien que l’énergie nucléaire lutte pour être acceptée comme source d’énergie aux États-Unis après une série d’incidents inquiétants et l’émergence de sources alternatives telles que l’énergie solaire et éolienne, de nombreux pays européens l’ont adoptée. La France est la plus importante d’entre elles, avec 71 % de ses besoins en énergie qui reposent sur l’énergie nucléaire. L’Ukraine est la deuxième plus dépendante, avec 56% de sa puissance, suivie de près par la Slovaquie, puis par la Belgique, la Hongrie, la Suède, la Slovénie et la République tchèque, selon Bloomberg. Aucun d’entre eux n’a de bon plan pour les déchets nucléaires, si ce n’est le stockage quelque part dans l’espoir d’une solution éventuelle ou des milliers d’années difficiles pendant lesquelles ils restent sur place et ne s’échappent pas dans les réserves d’eau ou dans l’air.

Et il y a beaucoup de ces choses. Greenpeace estime qu’il y en a environ 250 000 tonnes dans 14 pays à travers le monde. De ce nombre, environ 22 000 mètres cubes sont dangereux. Le coût du stockage de tout cela, selon GE-Hitachi, est de plus de 100 milliards de dollars (sans compter la Chine, la Russie et l’Inde).

Transmutation du problème des déchets nucléaires

Le processus sur lequel Mourou enquête est appelé “transmutation”. “L’énergie nucléaire est peut-être le meilleur candidat pour l’avenir”, a-t-il dit au public du prix Nobel, “mais il nous reste encore beaucoup de déchets dangereux. L’idée est de transmuter ces déchets nucléaires en de nouvelles formes d’atomes qui n’ont pas le problème de la radioactivité. Ce qu’il faut faire, c’est changer la composition du noyau”. Après son discours, il a formulé ses plans pour les lasers et les déchets plus clairement : “C’est comme le karaté – vous délivrez une force très puissante dans un très, très bref instant.”

L’idée de la transmutation n’est pas nouvelle. Elle est à l’étude depuis 30 ans au Royaume-Uni, en Belgique, en Allemagne, au Japon et aux États-Unis. D’autres ont été abandonnés. Rodney C. Ewing de Stanford dit à Bloomberg : “Je peux imaginer que la physique pourrait fonctionner, mais la transmutation des déchets nucléaires de haute activité exige un certain nombre d’étapes difficiles, comme la séparation des radionucléides individuels, la fabrication de cibles à grande échelle et, enfin, leur irradiation et leur élimination.”

Mourou et Tajima espèrent pouvoir réduire de 10 000 fois la distance que doit parcourir un faisceau de lumière pour transmuter des atomes. “Je pense sans cesse à ce que cela pourrait signifier”, dit Mourou à l’Ecole Polytechnique, où il enseigne. “Je ne néglige pas les difficultés qui nous attendent. Je rêve de l’idée, mais il faudra attendre de voir ce qui se passera dans les années à venir.”

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Source : Big Think – Traduit par Anguille sous roche