Les réacteurs de recherche soutiennent le développement sûr de l'énergie nucléaire au Kazakhstan

Dans un contexte de demande croissante d'électricité à faible émission de carbone, l'énergie nucléaire est considérée par de nombreux pays comme une option énergétique importante. Le Kazakhstan progresse également dans le développement de son énergie nucléaire. Tout aussi crucial que la construction de centrales nucléaires, le combustible nucléaire, les matériaux de structure, les conditions de fonctionnement des réacteurs et les systèmes de sûreté nécessitent des recherches, des essais et des validations à long terme. Les réacteurs de recherche et les installations expérimentales constituent précisément les plateformes centrales pour ces travaux.

Contrairement aux réacteurs de puissance dont l'objectif principal est la production d'électricité, les réacteurs de recherche s'apparentent davantage à des laboratoires scientifiques nucléaires spécialisés. Les chercheurs peuvent y étudier le comportement du combustible nucléaire et des matériaux de structure, simuler différents états de fonctionnement des réacteurs, y compris les situations de déviation par rapport aux conditions normales, tester de nouvelles technologies et valider les solutions techniques destinées à être utilisées ultérieurement dans la conception et l'exploitation des centrales nucléaires. Ces recherches peuvent servir à améliorer les systèmes de sûreté, à vérifier les calculs d'ingénierie et à soutenir le développement de nouvelles générations de technologies nucléaires, notamment les réacteurs de génération III+ et IV ainsi que les petits réacteurs modulaires (PRM).

Pour le Kazakhstan, les infrastructures de recherche revêtent une importance concrète. Le Centre nucléaire national de la République du Kazakhstan (CNN RK) a établi des plateformes expérimentales dédiées à la recherche sur la sûreté des technologies nucléaires et des futures technologies de fusion, permettant de mener un éventail relativement complet de travaux scientifiques, des essais sur réacteurs à la recherche en science des matériaux. Les capacités scientifiques et techniques de ce centre répondent également aux besoins des institutions nationales et internationales.

Le réacteur pulsé à graphite (IGR) est l'une des installations expérimentales importantes de ce centre. Au fil des années, ce réacteur a été utilisé pour étudier le comportement du combustible nucléaire dans des conditions proches de celles d'un accident grave. Les résultats obtenus peuvent être utilisés pour améliorer les programmes de calcul et les systèmes de sûreté des centrales nucléaires modernes.

Le complexe de réacteurs « Baïkal-1 » constitue une autre infrastructure scientifique importante, comprenant notamment le réacteur de recherche IVG.1M. Cette plateforme permet de réaliser des essais sur le combustible nucléaire et les matériaux de structure, des études sur les processus thermophysiques ainsi que la validation expérimentale de solutions techniques nucléaires. Les échantillons issus des essais en réacteur sont ensuite transférés vers le complexe de science des matériaux, où les chercheurs analysent les modifications de leur structure et de leurs propriétés après irradiation neutronique et exposition à haute température, afin d'évaluer la durée de vie des matériaux de structure, de développer de nouveaux matériaux et de valider leur sécurité d'application.

Le centre est également équipé de plusieurs bancs d'essai spécialisés. Le banc d'essai EAGLE est utilisé pour étudier les processus liés aux accidents graves de fusion du cœur des réacteurs à neutrons rapides, y compris les interactions entre le combustible fondu et les matériaux de structure, ainsi que les mécanismes de rétention et de refroidissement du corium. Le banc d'essai « Lava-B » (Lava-B) est quant à lui utilisé pour étudier les interactions entre les matériaux en fusion à haute température et les matériaux de protection des structures des réacteurs à neutrons thermiques. Les résultats de ces expériences peuvent fournir une base pour l'amélioration des modèles de calcul et le développement de systèmes de sûreté modernes pour les centrales nucléaires.

Le tokamak de science des matériaux KTM occupe également une place importante dans le système scientifique de ce centre. Première et unique installation expérimentale dédiée en Asie centrale, KTM est utilisé pour étudier les interactions entre le plasma à haute température et les matériaux de structure, ainsi que pour tester les matériaux susceptibles d'être utilisés dans les futurs dispositifs de fusion énergétique, contribuant ainsi au développement de la fusion thermonucléaire contrôlée.

Le réacteur pulsé à graphite, le réacteur de recherche IVG.1M, le complexe de science des matériaux, les bancs d'essai EAGLE et « Lava-B » ainsi que le tokamak KTM constituent ensemble le système d'infrastructures scientifiques du Centre nucléaire national de la République du Kazakhstan. Ce système permet de mener des recherches complètes allant des essais sur combustible et matériaux à la simulation d'accidents graves, en passant par le développement des technologies nucléaires et de fusion du futur.

Le Centre nucléaire national de la République du Kazakhstan participe également à de nombreuses coopérations internationales. Le centre mène des projets conjoints avec l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) ainsi qu'avec des institutions scientifiques de France, des États-Unis, du Japon, de Russie et d'autres pays. Les résultats de ces recherches peuvent être utilisés pour le développement de technologies de réacteurs de nouvelle génération et favoriser la coopération internationale dans le domaine des sciences nucléaires.

Les réacteurs de recherche ne se limitent pas au domaine de l'énergie nucléaire ; ils peuvent également servir la médecine, l'écologie et l'environnement, la science des matériaux, la production de radio-isotopes et la formation de professionnels spécialisés. Alors que le Kazakhstan évalue les perspectives de développement de l'énergie nucléaire, la possession d'infrastructures de recherche propres contribuera à mener des évaluations scientifiques indépendantes de la sûreté nucléaire, à développer des compétences locales spécialisées et à participer aux missions de pointe de la science nucléaire internationale.