Le thorium est un élément chimique trouvé sur le tableau périodique avec le symbole "Th" et le numéro atomique 90. C'est un métal radioactif et est considéré comme un élément de terre rare.
Le thorium est connu pour son potentiel en tant que combustible nucléaire. Il peut être utilisé dans les réacteurs nucléaires pour générer de l'énergie par fission nucléaire. Il est considéré comme une alternative à l'uranium et au plutonium dans les réacteurs nucléaires, car il présente des avantages en termes de sécurité, de production de déchets et de disponibilité.
De plus, cet élément chimique est plus abondant dans la croûte terrestre que l'uranium et se retrouve dans plusieurs minéraux, comme la monazite et la thorianite.
Outre son utilisation dans l'énergie nucléaire, le thorium est également utilisé dans la fabrication de lampes à incandescence, dans les alliages métalliques et dans l'industrie du verre pour améliorer sa résistance et sa qualité.
Centrales nucléaires fonctionnant au thorium
Actuellement, il n'y a pas de centrales nucléaires commerciales qui utilisent exclusivement le thorium comme combustible. Cependant, il y a eu de la recherche et du développement dans certains pays pour explorer l'utilisation du thorium dans les réacteurs nucléaires.
L'une des conceptions les plus connues est le réacteur à sels fondus de thorium (MSR), qui utilise des sels de thorium et de fluorure comme combustible et milieu de refroidissement. Ce type de réacteur a fait l'objet de recherche et développement dans plusieurs pays, dont les États-Unis, la Chine, l'Inde et le Canada.
En Inde, une centrale nucléaire expérimentale appelée Kamini, qui utilise du thorium dans un réacteur de recherche, est en fonctionnement. Cependant, il ne s'agit pas d'une centrale électrique commerciale à grande échelle.
La date exacte à laquelle le thorium pourrait être utilisé dans un réacteur commercial à grande échelle est incertaine et dépend de divers facteurs. Certains experts et défenseurs de l'énergie nucléaire soutiennent qu'il pourrait s'écouler plusieurs décennies avant que les réacteurs au thorium soient prêts pour une mise en œuvre commerciale à grande échelle.
Avantages et inconvénients par rapport à l'uranium
L'utilisation du thorium comme combustible nucléaire présente certains avantages et défis par rapport à l'uranium. Voici un résumé des principaux aspects :
Avantages
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Abondance : Le thorium est plus abondant sur Terre que l'uranium, ce qui signifie qu'il existe de plus grandes réserves de thorium disponibles.
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Moins de déchets nucléaires : Les réacteurs au thorium génèrent moins de déchets nucléaires à long terme que les réacteurs à l'uranium. Les déchets de thorium ont une demi-vie plus courte et une toxicité radiologique plus faible.
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Moins de risque de prolifération nucléaire : Les sous-produits de fission du thorium ont une composition qui les rend difficilement utilisables pour la fabrication d'armes nucléaires, réduisant ainsi le risque de prolifération nucléaire.
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Sécurité accrue : les réacteurs au thorium ont des caractéristiques qui les rendent plus intrinsèquement sûrs. Par exemple, ils ont une probabilité plus faible de fusion du cœur et peuvent fonctionner à des pressions atmosphériques.
Inconvénients
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Développement technologique : La technologie des réacteurs au thorium est encore en phase de développement et n'est pas entièrement commercialisée. Plus de recherche et de développement sont nécessaires pour optimiser les conceptions et surmonter les défis techniques.
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Coûts : Le développement de l'infrastructure nécessaire à l'utilisation du thorium comme combustible nucléaire peut être coûteux. De plus, les réacteurs au thorium peuvent être plus complexes et coûteux à construire que les réacteurs à uranium conventionnels.
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Réacteur de démarrage : Pour utiliser le thorium comme combustible, un isotope de l'uranium ou du plutonium est généralement nécessaire comme "réacteur de démarrage" pour démarrer la réaction nucléaire. Cela peut poser des défis supplémentaires en termes de gestion du carburant et de sécurité.
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Moins efficace à certains égards : bien que le thorium ait un potentiel en tant que combustible nucléaire, les réacteurs au thorium peuvent être moins efficaces en termes de production d'énergie électrique que les réacteurs à uranium.
Réserves mondiales
Les estimations des réserves mondiales de thorium varient, car des mesures précises et complètes n'existent pas dans tous les pays. Cependant, on pense que les réserves de thorium sont nettement plus importantes que celles d'uranium.
Voici quelques estimations approximatives des réserves de thorium dans différentes régions :
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Inde : On estime que l'Inde possède les plus grandes réserves de thorium au monde. Selon le Département indien de l'énergie atomique, le pays aurait environ 485 000 tonnes de thorium dans ses gisements de monazite.
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Brésil : Le Brésil possède également d'importantes réserves de thorium. On estime que le pays possède environ 302 000 tonnes de thorium, principalement associées à des gisements de minéraux lourds dans le sol et le sable.
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Australie : On pense que l'Australie abrite des réserves considérables de thorium. Bien qu'il n'y ait pas d'estimations précises, on estime que les réserves pourraient être importantes, compte tenu de la présence de minéraux de terres rares et de monazite dans le pays.
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Canada : Le Canada possède d'importants gisements de thorium, bien que les estimations exactes ne soient pas accessibles au public. Les réserves seraient considérables en raison de la présence de minéraux tels que la monazite dans le pays.
D'autres pays comme la Norvège, les États-Unis, la Malaisie et plusieurs pays d'Afrique sont également mentionnés comme détenteurs possibles de réserves de thorium, mais les chiffres exacts ne sont pas clairement déterminés.
Propriétés du thorium
Ci-dessous un tableau avec les principales propriétés du Thorium
| Propriété | Valeur |
|---|---|
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Numéro atomique |
90 |
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Masse atomique |
232.0377u |
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symbole chimique |
e |
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Grappe |
Groupe 3 |
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Période |
période 7 |
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Configuration électronique |
[Rn] 6j^2 7s^2 |
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État physique |
Solide |
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Couleur |
Gris Argenté |
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Point de fusion |
1 750 °C (3 182 °F) |
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Point d'ébullition |
4 788 °C (8 670 °F) |
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Densité |
11,7 g/cm^3 |
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Conductivité électrique |
bon conducteur d'électricité |
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radioactivité |
radioactif |
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Abondance |
Plus abondant que l'uranium dans la croûte terrestre |
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Applications |
Lampes à incandescence, alliages métalliques, industrie du verre, combustible nucléaire (potentiel) |