Thread by @AStrochnis

Depuis quelques jours, en fait depuis que Gérard Mourou a reçu son prix Nobel de physique, je vois passer ce tweet, retweeté régulièrement car annonciateur, semble-t-il, d'une révolution dans la gestion des déchets nucléaires. #Thread

https://twitter.com/PeurAvion/status/1048124459553632256

En premier lieu, l'article de la Tribune reprend le verbatim d'un article de l'excellente revue @FR_Conversation , article que je me permets de partager ici.
theconversation.com/conversation-a…

Comme beaucoup, je me suis également dit, "Fichtre, si c'est vrai, ça va changer beaucoup de chose, d'autant plus à l'approche du débat sur le PNGMDR où il sera - encore - question de Cigéo. Imagine si ce procédé était vraiment efficace". Du coup, je me suis lancé sur la biblio.

En premier lieu, Gérard Mourou n'a pas publié sur le sujet. Il dit dans l'interview avoir lancé un projet avec le CEA, mais ce projet n'est visiblement pas encore passé dans sa phase opérationnelle. Il est surtout un spécialiste des lasers, et je suppose donc que le CEA

apportera ses compétences en matière de physique nucléaire et de gestion des déchets.
Maintenant parlons un peu Science.
- De quoi est-il question ici?
- De transmutation pardi?
- C'est quoi la transmutation?
- De l'alchimie qui marche.

La transmutation a été observée pour la première fois en 1941, où des chercheurs de Harvard ont réussi à transformer temporairement du mercure en or et en platine en bombardant le mercure avec des neutrons rapide.
journals.aps.org/pr/abstract/10…

Depuis, l'essor de la physique nucléaire fait que ce type de transformation physique est courante. Le principe est d'irradier un matériau avec au choix neutron/proton/électron/photon/vrai thon, et que ce bombardement vienne changer la structure du noyau en l'excitant ou

en absorbant la particule incidente. Et quand on a un trop plein, la solution est universelle, on se débarrasse du trop plein. En se délestant d'un élément de son noyau la cible va changer de nature, et du mercure peut devenir de l'or par exemple.

- Mais qu'est-ce que les déchets nucléaires ont à faire avec de l'alphysique?
- Que sais-tu sur les déchets nucléaire petit?
- Ben rien, à part ce que j'ai lu sur le service pub.
- STOP! Arrête, tu risques de blasphémer en parlant de journalisme de service public sur le nucléaire

- Avant de répondre à tes question, je te conseille d'aller lire ceci, c'est très instructif, très bien écrit, digne d'un Goncourt ou d'un Nobel de Littérature.

https://twitter.com/AStrochnis/status/1005006435435057154

- Ayé, j'ai fini. Si j'ai bien compris, la transmutation a été envisagée comme moyen de diminuer la radiotoxicité de certains déchets nucléaires mais a été laissée de côté faute de preuve de bon fonctionnement à l'échelle industrielle. C'est ça?

Et oui, la transmutation n'avait pas été retenue, c'est que son industrialisation n'était pas possible en l'état. Maintenant, regardons ce à quoi pense Gérard Mourou, et allons faire un tour le 31 janvier 2000, quand K Mbappé avait un an, un mois et dix jours.

(c'était accessoirement le dernier jour où la durée légale du travail était à 39h en France, c'est dire si c'est vieux). Ce jour-là, deux articles sont publiés dans le très célèbre Physical Review Letter, portant tous les deux sur des réactions photonucléaires induites par laser.

journals.aps.org/prl/abstract/1…
journals.aps.org/prl/abstract/1…

Pour faire simple, ils ont réussi à faire de la fission nucléaire sans source primaire de neutrons. En effet, quand on veut faire de la fission, on a en général une source de neutrons qui irradie de l'uranium, qui se casse, et tout le tralala qui s'en suit.

Ici, pas de neutrons, on utilise des lasers!

Mais c'est un peu tricher, car on va illuminer - c'est le terme idoine quand on irradie avec des lasers, des UV ou des infrarouges - une cible, en général du tantale ou du cuivre, qui va avoir très très chaud et qui pour refroidir va émettre des photons assimilables à des gammas

en terme d'énergie. En gros, les métaux, quand ils ont chauds, ils transpirent du gamma, et ce sont ces gammas qui vont aller taquiner l'uranium placé très opportunément derrière. Ces photons vont réussir à fissionner l'uranium comme dans nos bon vieux réacteurs nucléaires.

Ce résultat est une première car il montre expérimentalement que la fission est possible sans source de neutrons. Par contre, c'est pas vraiment industriel car le laser en question a délivré 50 J sur une durée de 1ps, soit une puissance de 50 TW, soit 50 000 000 000 000 W.

Quelques années plus tard, en 2003, à une époque ou le premier album de Norah Jones est en tête des ventes, une équipe va publier un autre résultat, qui va lui nous intéresser beaucoup plus.
rd.springer.com/article/10.100…

Il y est question de transmutation de l'I129, produit de fission régulièrement trouvé dans les réacteurs.
- C'est quoi un produit de fission?
- Quand on casse l'uranium pour faire de l'énergie, il reste quoi?
- Ben d'autres atomes.
- Et comment on les appelle?
- A tarte!

-???
- Ben oui, on les a "pelle à tarte"

- Euh on les appelles produits de fissions?
- Oui, c'est ça!
Reprenons, nos cousins germains ont transmuté de l'iode 129 avec des lasers, avec un processus équivalent, utilisant le même gros laser, synthétisé en image (tirée de l'article) :

Le résultat est totalement différent des PRL de 2000 car on ne fait plus de fission, on transmute vraiment. Le gamma vient réagir avec l'iode 129 et en sortie, on a de l'iode 128 et un neutron. Ce même iode 128, lui même radioactif, va devenir du Xe128, stable.

Petit entracte, pour cause de thread trop long. La suite ici :

https://twitter.com/AStrochnis/status/1049307662947635202

Petit ajout suite à une précision de @Sdavid_IN2P3. Actuellement, dans les centrales françaises, l'iode est rejeté dans l'environnement et n'est pas comptabilisé comme déchet.