La principale utilisation de l'énergie nucléaire est la production d'énergie électrique dans les centrales nucléaires. Cependant, certains des avantages de l'énergie nucléaire se reflètent dans les applications liées à l'environnement.
La principale source de pollution de l'environnement se trouve dans les activités humaines. La croissance démographique et les développements technologiques industriels impliquent un besoin croissant en énergie électrique.
Depuis la révolution industrielle, l'utilisation des combustibles fossiles a augmenté de façon exponentielle. La particularité de cette forme d'énergie est qu'elle génère des déchets et des gaz à effet de serre nocifs pour le changement climatique.
La contamination des eaux de surface et des eaux souterraines est également un problème environnemental majeur.
Les principales utilisations environnementales de l'énergie nucléaire sont :
1. Réduction de l'effet de serre
Le réchauffement climatique est un problème latent pour l'environnement. Cela est dû à la libération de gaz lors de la combustion de combustibles fossiles et de matières organiques telles que le bois et les ordures.
L'énergie nucléaire permet l'utilisation d'analyses isotopiques qui permettent le calcul des émissions de dioxyde de carbone dans une zone industrielle. Les méthodes nucléaires, telles que l'irradiation par faisceau d'électrons, sont très utiles pour éliminer les gaz polluants émis par les centrales thermiques.
Une méthode innovante et simple de calcul des émissions de CO2 consiste à observer les plantes poussant dans une zone industrielle. Ces usines captent le carbone 14 radioactif issu du rayonnement cosmique ainsi que le carbone émis par les industries.
De cette façon, en déterminant la proportion de carbone radioactif, l'émission totale de CO2 dans la zone peut être déterminée.
Parallèlement, comme pour la plupart des énergies renouvelables, la production d'électricité à partir d'une centrale nucléaire réduit la dépendance vis-à-vis des centrales thermiques conventionnelles.
Cependant, le principal inconvénient des centrales nucléaires est la possibilité d'accidents nucléaires comme celui de Fukushima en 2011.
2. Contamination des eaux de surface et souterraines
Les techniques isotopiques peuvent aider à évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines à la contamination de la surface. Ils permettent également de préciser les sources de contamination de surface :
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Naturel
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Agricole.
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National
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Industriel
À partir de faibles niveaux de rayonnement, un effet stérilisant est obtenu. Cette propriété est utilisée pour l'élimination des germes pathogènes des eaux usées.
3. Contamination du sol
On sait maintenant que la contamination des sols affecte la chaîne alimentaire.
L'agriculture utilise plus fréquemment des produits chimiques polluants qui pénètrent dans le sol par les engrais azotés et les pesticides. Ces produits doivent être soigneusement testés avant utilisation et garantir leur décomposition en produits ne présentant pas de risques pour l'environnement.
L'application de techniques isotopiques permet de déterminer la décomposition de ces produits et leur destination finale. Les méthodes nucléaires sont les mieux adaptées pour évaluer avec précision la pollution et la source exacte qui l'a provoquée.
4. Éradication des insectes nuisibles
Les insectes sont parfois une menace pour la santé des animaux et des humains. Une infestation d'insectes peut détruire de précieuses cultures vivrières.
Traditionnellement, des insecticides étaient utilisés, mais en raison de leur composition chimique, ils constituaient un risque potentiel de contamination environnementale et alimentaire. De plus, les insectes y ont développé une plus grande résistance, devant en utiliser de plus grandes quantités.
Actuellement, de nouvelles méthodes de lutte contre les insectes sont en cours de développement, qui ne présentent pas de risque pour l'environnement. Les éléments suivants peuvent être mis en évidence :
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Technique de l'insecte stérile (SIT) : consiste à produire de grandes quantités d'insectes dans des plantes d'élevage qui sont stérilisées par rayonnement gamma. Ces insectes sont relâchés et lorsqu'ils s'accouplent avec des insectes sauvages, aucune progéniture n'est produite.
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Manipulation génétique pour la sélection d'insectes mâles : le lâcher d'insectes mâles uniquement permet l'éradication des mouches nuisibles, renforçant la technique SIT. Cette technique est basée sur la manipulation génétique des chromosomes des mouches avec des rayonnements ionisants pour ne libérer que les mâles.
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Stérilité héréditaire : cette technique est principalement utilisée pour éradiquer les mites nuisibles. Il a été prouvé qu'en irradiant une population de papillons nocturnes avec de faibles doses, leurs descendants sont stériles.
5. Hydrologie et traitement de l'eau potable
La pénurie et la dégradation de l'eau sont des causes de préoccupation dans le monde entier. Ne pas optimiser les ressources en eau pourrait entraîner une réduction de la croissance économique et certains risques pour la santé humaine et l'environnement.
L'hydrologie isotopique permet de connaître le comportement de l'eau. Les principales utilisations des isotopes radioactifs sont la datation et le temps de transit de l'eau. À l'aide de traceurs, l'origine, la vitesse d'écoulement, les sources de contamination et les processus de dégradation de l'eau peuvent être déterminés.
La technologie nucléaire permet également :
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Dessaler l'eau de mer.
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Traiter la contamination des eaux souterraines.
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Déterminer l'origine de la salinité.
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Connaître l'âge de l'eau.
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Dimensionnement d'un réservoir.