L'enrichissement par laser pourrait retraiter les déchets nucléaires en combustible pour réacteurs

Une entreprise appelée Global Laser Enrichment (GLE) prévoit d'utiliser la technologie laser pour retraiter les déchets d'uranium stockés dans une installation d'enrichissement fermée à Paducah, dans le Kentucky. Les déchets, contenus dans des milliers de cylindres, renferment de petites quantités d'uranium qui pourraient être récupérées et transformées en matière première pour le combustible nucléaire. Cette approche pourrait offrir une alternative plus efficace aux méthodes d'enrichissement conventionnelles.

Le projet affecte la chaîne d'approvisionnement en combustible nucléaire, en particulier alors que des pays comme les États-Unis et la Chine cherchent à construire de nouveaux réacteurs, y compris des conceptions avancées. L'énergie nucléaire fournit actuellement environ 9 % de l'électricité mondiale, et une production de combustible moins chère pourrait aider à maintenir les projets de réacteurs sur la bonne voie. Les déchets contiennent de l'uranium avec au moins 0,25 % d'uranium-235, que GLE vise à enrichir à environ 0,7 %, correspondant à la concentration de l'uranium naturel extrait.

GLE a un contrat avec le Département de l'Énergie des États-Unis pour retraiter jusqu'à 200 000 tonnes métriques de ce matériau. La technologie d'enrichissement par laser de l'entreprise est classifiée, mais elle repose sur des lasers pour exciter sélectivement les molécules d'uranium-235, les rendant plus faciles à séparer. Contrairement aux centrifugeuses, qui font tourner le matériau pour séparer les isotopes, l'enrichissement par laser utilise des longueurs d'onde précises pour cibler des isotopes spécifiques. Le PDG de GLE, Stephen Long, affirme qu'une usine à grande échelle aurait besoin de moins d'un millier d'unités laser, contre des milliers de centrifugeuses pour une production similaire.

L'intérêt pour l'enrichissement par laser a augmenté à mesure que les lasers sont devenus plus stables et fiables. Un facteur clé est le changement géopolitique après l'invasion de l'Ukraine par la Russie. La Russie a historiquement dominé le marché de l'enrichissement de l'uranium, mais les pays occidentaux ont cherché à limiter les importations russes, créant des opportunités pour de nouvelles technologies. Charles Forsberg, chercheur en sciences nucléaires au MIT, note que personne en Occident n'a construit de nouvelles usines d'enrichissement tant que l'offre russe était abondante, mais la guerre en Ukraine a changé cela.

Une autre entreprise, LIS Technologies, fondée en 2023, poursuit également l'enrichissement par laser. Elle a acheté un site de 200 acres à Oak Ridge, dans le Tennessee, et est en pourparlers préalables à une demande avec la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis. LIS prévoit d'enrichir de l'uranium naturel à environ 5 % d'uranium-235 pour les réacteurs conventionnels, avec des projets futurs pour des concentrations plus élevées pour les réacteurs avancés. GLE, quant à elle, se concentre d'abord sur le retraitement des déchets avant de passer au matériau frais.

Les prochaines étapes pour GLE incluent la mise à l'échelle de sa technologie et l'achèvement du contrat de retraitement. L'approche de l'entreprise pourrait réduire la dépendance à l'uranium extrait et fournir une source nationale de combustible. Alors que la demande d'uranium enrichi augmente et que l'offre russe diminue, l'enrichissement par laser pourrait jouer un rôle plus important sur le marché du combustible nucléaire.