Nous avons vu la semaine dernière, après discussion et clarification, que les panneaux solaires ne pouvaient être une solution satisfaisante pour fournir toute l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un vaisseau spatial habité jusqu’à Mars. Que faire si l’alternative ne peut être qu’un réacteur nucléaire quand on sait que par ailleurs le Starship se présente, actuellement, en termes d’astronautique, comme le seul moyen capable de transporter pour cet objet, les personnes et le support vie nécessaire ?
Certains sur ce blog, comme Pierre-André Haldi ou Niogret, ont proposé la modularité. Si l’on ne veut pas abandonner l’avancée technologique du Starship, la question devient : comment adapter le Starship à cette contrainte.
Pierre-André Haldi considère qu’Elon Musk s’est fourvoyé en concevant un vaisseau monolithique ; Niogret nous propose une pluralité de Starships. Je pense qu’il faut continuer à imaginer une solution avec ce qui existe mais par ailleurs je ne pense pas qu’il soit réaliste d’envisager une flotte de starships complémentaires. Cela coûterait fort cher et la défaillance d’un seul élément de la flotte serait catastrophique.
De mon côté, je proposerais volontiers, dans un premier temps, un mix d’appareils : des panneaux solaires même si la puissance qu’ils fourniront sera insuffisante, car ils peuvent constituer un complément, peut-être même un minimum permettant la survie. Par ailleurs deux (redondance pour la sécurité) microréacteurs nucléaires qui seraient livrés au vaisseau en orbite de parking terrestre avant l’injection interplanétaire. En référence à l’ISS, une puissance de 250 kW par microréacteur pourrait suffire. Comme il est prévu un approvisionnement en ergols sur cette orbite, permettant l’impulsion pour parvenir jusqu’à Mars, on pourrait, après avoir fait le plein, livrer ces réacteurs au moyen d’un starship non pas « tanker » mais « porteur ». On les logerait dans un sas dédié, près du sas passagers, avec possibilité de le sortir au bout d’un bras extensible et de le rentrer pour l’atterrissage. La sortie serait considérée dans l’hypothèse d’un risque d’irradiation trop important.
Cependant, dans un deuxième temps, une autre solution apparait possible, celle d’un réacteur embarqué très peu radioactif (en dehors de son enceinte), c’est-à-dire ne nécessitant pas de bouclier complémentaire massif. La société américaine Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) propose « Pylon ». Je donne ci-dessous, en Français, la description provenant de son site internet (liens en fin d’article) :
La masse de Pylon n’est que de 10 tonnes. Il peut fournir une puissance entre 1,5 MWe et 3 MWe (modulable jusqu’à seulement 10 kWe) pendant 3 ans. Il est composé de deux éléments : un module, « Nuclear Heat Supply System (NHSS) ,» et un « Balance of Plant » (BOP), c’est-à-dire l’ensemble des composants de support et systèmes auxiliaires, le tout dans un seul container (cf illustration de titre présentant un autre réacteur « MMR » de la même société structurée selon le même principe).
Le combustible :
Pylon utilise des « particules » « TRISO » (TRi-structural ISOtropic) une source d’énergie de fission extrêmement sure : de toutes petites sphères de la taille d’une graine de pavot contenant de l’uranium « Low Enriched » (c’est-à-dire juste moins de 20%) recouvertes de couches de céramique spéciales, conçues comme de minuscules récipients sous pression. Ces couches retiennent les produits de fission à l’intérieur des « graines » et assurent la stabilité mécanique et chimique pendant l’irradiation et les changements de température. TRISO est fondamentalement différent des combustibles conventionnels qui sont des pastilles de dioxyde d’uranium de la taille d’un centimètre enfermées dans des tubes en alliage de zirconium de 4 mètres de long. L’idée directrice de TRISO est de doter chaque morceau de combustible nucléaire, de la taille d’un millimètre, de son propre confinement et de sa propre cuve sous pression, améliorant considérablement la capacité du combustible à contenir les produits de fission même à des températures très élevées et à un bombardement de neutrons où le combustible conventionnel fondrait ou s’effondrerait. La base physique de la miniaturisation de la cuve sous pression est double : la subdivision du combustible et l’amélioration de la cuve sous pression.
Comparée aux éléments combustibles classiques, une particule TRISO contient 5 millions de fois moins de masse fissionnable. La subdivision du combustible nucléaire en paquets distincts et autonomes élimine le risque de défaillances ponctuelles dans la cuve sous pression ou la gaine du combustible. En temps normal, une seule défaillance dans la cuve sous pression principale en acier du réacteur entraînerait un accident nucléaire. Même une seule défaillance dans une gaine de combustible classique entraîne une fuite de produits de fission dans le liquide de refroidissement et la cuve, ce qui peut entraîner une panne imprévue ou pire. Avec TRISO, les défaillances ponctuelles sont peu probables et, lorsqu’elles se produisent, elles entraînent une faible libération de radiations dans la matrice du combustible où elles sont probablement arrêtées. On pense même que la subdivision du combustible en particules offre une résistance aux explosions, car les particules sont petites et suffisamment robustes pour rester intactes lors de fractures explosives comme un impact direct de missile (ou un atterrissage raté !).
Le deuxième avantage de la miniaturisation du récipient sous pression est la possibilité d’améliorer ses performances grâce à l’utilisation de céramiques à couches minces dans une conception sphérique sans soudure, fabriquée en série. De manière cruciale, le récipient à l’échelle millimétrique permet l’utilisation de céramiques extrêmement pures fabriquées par des techniques CVD (Chemical Vapor Deposition) qui maintiennent une résistance et une stabilité élevées à haute température et sous irradiation et ont une double utilisation comme barrières contre les produits de fission à faible réactivité. Les récipients sous pression de réacteur normaux sont fabriqués un par un et doivent être cylindriques, avec diverses techniques de soudage et d’assemblage, une épaisseur de paroi de plusieurs centimètres, et ne peuvent pas être fabriqués à partir de céramique, mais à l’aide de métaux qui fondent. À mesure que la taille du récipient sous pression est réduite, la géométrie sphérique plus efficace peut être adoptée et l’épaisseur de paroi requise diminue considérablement au point qu’une couche de SiC (Carbure de Silicium) de 35 μm peut contenir indéfiniment des pressions de gaz supérieures à 100 MPa. En comparaison, la cuve sous pression en acier du réacteur principal peut atteindre 20 MPa ou le revêtement en zircaloy (un groupe d’alliages de zirconium en solution solide) peut supporter des pressions allant jusqu’à 10 MPa dans des conditions limitées, soit des températures bien inférieures à celles tolérées par la cuve sous pression en céramique. Au fur et à mesure que le combustible nucléaire se fissile, il continue d’accumuler des gaz de produits de fission et augmente la pression du gaz qui doit être contenue. Si la cuve sous pression peut supporter des pressions plus élevées, le combustible peut être brûlé plus intensément et en toute sécurité, ce qui signifie une utilisation plus efficace du combustible.
L’attrait du combustible à matrice TRISO provient de la conductivité thermique exceptionnellement élevée de sa céramique, de sa rétention élevée des produits de fission et de sa résistance supérieure à la corrosion dans les conditions de fonctionnement, d’accident et de stockage. Cela se traduit par une meilleure sécurité Les applications aux performances plus extrêmes rendues possibles par les concepts de type matrice TRISO incluent la propulsion nucléaire thermique (NTP) pour l’espace, les réacteurs à très haute température et les statoréacteurs nucléaires (c’est-à-dire les avions à propulsion nucléaire).
Le réacteur Pylon
Le système de démonstration Pylon D1, dont les essais sont prévus au DOME (voir ci-dessous), comprend un réacteur compact refroidi au gaz à haute température (HTGR) qui utilise un combustible nucléaire entièrement microencapsulé en céramique (FCM), un modérateur de neutrons à hydrure métallique et des tambours de contrôle en graphite. Le système utilise de l’hélium pour transporter la chaleur générée par la fission nucléaire hors du réacteur. Dans la même « famille », USNC propose le MMR (illustration de titre).
Des modérateurs à hydrogène :
Les modérateurs à hydrure sont simplement des matériaux contenant de l’hydrogène qui peuvent être utilisés pour modérer les neutrons dans les réacteurs nucléaires. Ce sont des modérateurs de neutrons extrêmement efficaces qui permettent de réduire la taille des cœurs de réacteurs, sans utiliser d’enrichissements élevés.
L’hydrure de zirconium (ZrHx), l’hydrure d’yttrium (YHx) et H2O sont les trois matériaux modérateurs les plus prometteurs en termes de rapport modérateur, qui est le rapport entre le pouvoir de ralentissement macroscopique (le produit de la perte d’énergie logarithmique moyenne par collision et de la section efficace de diffusion des neutrons) et la section efficace macroscopique d’absorption des neutrons.
Contamination :
Après quelques centaines de milliers d’années, le combustible usé aura la même radioactivité que le minerai d’uranium d’origine utilisé pour fabriquer le combustible. Pendant cette période et au-delà, la microencapsulation entièrement en céramique du combustible usé empêchera la dispersion des matières radioactives et la contamination de l’environnement.
Réalisation :
Pylon pourrait être opérationnel en 2026 : Le ministère américain de l’Énergie (DOE) a annoncé le 23 Oct. 2023 l’octroi d’une subvention de 3,9 millions de dollars à Radiant, Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) et Westinghouse par l’intermédiaire du National Reactor Innovation Center (NRIC). Cet investissement soutient la conception d’expériences avancées de microréacteurs sur le banc d’essai DOME du laboratoire national de l’Idaho.
Fin de citations.
Je laisse les experts me donner leur avis, après étude. Mais il me semble que deux réacteurs Pylon embarqués, situés entre l’habitat et le moteur, ne seraient pas nuisibles pour la santé des astronautes et acceptables selon les normes sanitaires terrestres pour être transportés au travers de l’atmosphère terrestre. Leur masse de deux fois dix tonnes ne semble pas rédhibitoire pour une mission pouvant transporter au moins 100 tonnes jusqu’à Mars (capacité du Starship), d’autant que cette masse pourrait être réduite pour des Pylons de puissance réduite (nous n’aurons pas besoin de 1,5 MWe pendant le voyage). Si c’est bien le cas, on pourrait imaginer deux microréacteurs de 300 kW pour le voyage et un « gros » réacteur de 1 à 3 MW pour le séjour au sol. Celui-ci serait descendu en surface de Mars pour la durée de la mission et activé après installation. Le fonctionnement des deux microréacteurs dédiés au voyage fournirait la chaleur interne au vaisseau et à ses passagers. On pourrait imaginer le déploiement de radiateurs à partir du sas pour évacuer la chaleur excessive.
Propulsion :
Vous verrez par ailleurs que la société envisage une propulsion nucléaire dans l’espace (NTP) dans des conditions révolutionnaires, notamment en ce qui concerne les masses. On peut donc envisager un Starship propulsé dans l’espace (hors atmosphère) par un moteur à fission nucléaire.
Dans cette hypothèse, on retournerait à ma suggestion de livraison du moteur au vaisseau en orbite, une fois qu’il y serait parvenu avec une propulsion chimique classique (SuperHeavy). Arrivé en orbite de Mars, le vaisseau pourrait descendre sur le sol de Mars (contraintes environnementales « allégées »). Alternativement le réacteur pourrait rester en orbite de parking, à moins que, comme le suggérait Mike DaRosa (voir mon blog du 05/06/21) le voyage se fasse avec trois vaisseaux, deux orbitant autour d’un 3ème pour créer une gravité artificielle et le 3ème servant d’axe aux trois vaisseaux et contenant le réacteur. Ce 3ème vaisseau resterait en orbite autour de Mars (et au retour en orbite de la Terre). Un intérêt accessoire est qu’on n’aurait plus besoin d’envisager de faire le plein de carburants en orbite (moyennant plusieurs navettes de starship-tankers).
Liens :
https://www.discoverthegreentech.com/nucleaire/combustibles/triso/
Illustration de titre: Réacteur MMR (de la même famille que Pylon), crédit USNC.
MMR est une centrale nucléaire intégrant un ou plusieurs microréacteurs standardisés (MMR) utilisant des capsules TRISO stockés dans des blocs cylindriques de carbure de silicium (FMC, Fully Ceramic Micro-encapsulated), avec une unité de stockage de chaleur et l’installation adjacente pour la conversion et l’utilisation de l’énergie. La chaleur nucléaire est transférée des microréacteurs vers une unité de stockage d’énergie à sel fondu qui découple le système nucléaire du système d’utilisation de l’énergie. On a en vertical des tubes de carburant (TRISO) des tubes de liquide caloporteur et des tubes de modérateurs de réaction. Le MMR pourrait être utilisé pour la propulsion.
Illustrations complémentaires :
Cylindre FCM, coupe et extérieur. Comme on le voit le cylindre (5cmx2cm) est parsemé de capsules TRISO. Une colonne (ou plusieurs) de ces cylindres peut jouxter une colonne (ou plusieurs) de liquide caloporteur alimentant un moteur Stirling pour générer de l’électricité, et une colonne (ou plusieurs) de modérateurs à hydrogène (comme dit ci-dessus) pouvant être retirés ou enfoncés, le tout à l’intérieur d’une carapace réfléchissant les rayonnements.
MMR (Micro Modular Reactor, comme dans l’illustration de titre) qui pourrait être embarqué à bord d’un Starship pour procurer l’énergie nécessaire à son fonctionnement interne pendant le voyage. Il ne pèserait que 3 tonnes ou même moins (en fonction de sa puissance).
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26 réponses
La technologie des réacteurs modulaires à haute température à lit de boulets refroidis au gaz (PBMR, pour « Pebble Bed Modular Reactor ») n’est pas nouvelle, elle a été développée à l’origine par le professeur Rudolf Schulten de l’Université d’Aix-la-Chapelle en Allemagne dans les années 1950 (je me rappelle qu’on l’a présentait déjà comme prometteuse par rapport aux réacteurs à eau ordinaire, LWR, lorsque j’étais étudiant à l’Ecole d’Ingénieurs de Genève d’abord, puis à l’EPFL, fin des années 1960, début des années 1970). L’avantage du lit de boulets (contenant les « billes » TRISO) est d’être passivement sûr. Un tel réacteur est conçu pour supporter des températures élevées, être refroidi par circulation naturelle et survivre à des scénarios d’accident pouvant élever la température du réacteur jusqu’à 1600 °C. Si les promesses d’alors ne se sont pas concrétisées, c’est parce que cette technologie n’était pas sans poser quelques problèmes, dont les principaux étaient: blocage du tube de sortie, répartition de la vitesse des sphères lors du recyclage du lit, problèmes d’orientation systématique près de la paroi du récipient en raison des faibles tolérances des sphères, forces sur la paroi du réflecteur et le fond du noyau, forces causées par les tiges d’adsorbeur… Mais la « génération IV » de réacteurs nucléaires actuellement en développement a « remis en selle » cette option (ce qui est une excellente chose à mon avis).
Pour revenir à l’article de ce jour, quelques remarques :
C’est un peu abusif de parler de « low enriched » pour des combustibles contenant une fraction de 20% d’uranium-235. En principe les faibles enrichissements sont ceux que l’on trouve dans le combustible des centrales nucléaires actuelles, ne dépassant pas 5%. Et il n’y a par ailleurs pas vraiment de mise en pression dans ces boulets de combustible, à part les dégagements gazeux de certains produits de fission (pas plus que dans les combustibles classiques d’ailleurs; c’est l’eau qui sert de modérateur et de caloporteur, eau qui entoure les éléments combustible, qui est contenue dans une cuve sous haute pression pour la maintenir à l’état liquide malgré les températures dépassant nettement les 100 °C; une technologie à l’évidence inadaptée aux application spatiales).
La configuration TRISO est certes beaucoup plus résistante au dégagement de produits de fission, mais cela a été pris en considération quand il a été décrété au niveau international qu’aucun réacteur ayant fonctionné, donc contenant de tels produits, ne saurait être autorisé à revenir sur Terre en traversant notre atmosphère (comme mentionné plus haut, personne n’a jamais envisagé l’utilisation de réacteurs type LWR pour ce type d’application).
Le graphite étant un bon modérateur de neutrons, je ne vois pas comment il pourrait constituer un élément de contrôle de la réaction (« tambours de contrôle en graphite »), il faut au contraire que le matériau utilisé soit absorbeur de neutrons (bore, cadmium …)(?).
Cela m’amuse de voir les « contorsions » visant à « sauver le concept du soldat Starship » (!) qui reviennent toujours au fond … à proposer de le modulariser, même si les proposants répugnent dans ce cas à appeler « modules » les éléments qui viennent s’ajouter à la structure de base du vaisseau. Le concept du Starship tel que présenté par Elon Musk est clair: un engin qui décolle de la Terre (assisté au départ d’un « booster » BFR), qui se projette ensuite sur une trajectoire de transfert vers Mars après ravitaillement en OTB, atterrit sur Mars, y séjourne de l’ordre de 18 mois, puis revient sur Terre … tout cela « en un seul bloc ». Ce concept rend difficile, si ce n’est impossible, de trouver des solutions aux trois problèmes principaux que pose une telle entreprise: alimentation en énergie lors du transfert, absence de gravité sur une longue durée, exposition aux radiations cosmiques. On peut bien sûr continuer à appeler « Starship » un engin dans lequel des « modules » permettent de contourner ces différents problèmes, mais ce n’est en fait plus le même concept que celui annoncé initialement (un peu comme Toyota, qui continue à sortir aujourd’hui des modèles « Corolla », qui n’ont plus grand-chose à voir avec la voiture de ce nom que j’avais achetée il y a une quarantaine d’années!, excellente voiture d’ailleurs 🙂 !). Et ces «adaptations» qui nécessitent de modifier en profondeur le concept initial rendent totalement illusoire d’espérer voir un «Starship» martien se poser sur Mars avec un équipage en 2029 déjà (ou peu après)!
Bonjour Pierre Andre Hadli
oui c est clair :l idee de modularite sort du concept initial;
nous pensons a cela tout simplement parce que nous sommes presses de voir se derouler la premiere mission Martienne…et que dans l etat actuel des choses …nous pensons que cela n est pas possible
c est un peu deroutant et ennuyeux
Merci pour ce commentaire. Quelques éléments de réponse:
(1) La nouvelle génération des réacteurs utilisant les « graines » TRISO, fonctionne mieux aujourd’hui. Il faut regardez les vidéos qui le montrent. La répartition des graines dans la gangue de carbure de silicium qui les tient est parfaite, toutes les graines sont régulièrement espacées. Par ailleurs les couches successives qui entourent le principe actif sont posées de façon très sure et contiennent bien l’uranium (en passant, ce n’est pas moi qui parle de Low Enriched Uranium pour l’uranium enrichi à 19,5%, c’est apparemment une pratique de professionnels).
(2) Comme liquide caloporteur, on utilise volontiers le potassium ou le sodium car on a bien vu les limitations de l’eau.
(3) Je suis d’accord sur les avantages de la modularité mais pour le moment, ce qui existe, c’est le Starship monolithique. C’est dommage mais c’est ainsi. Si le Starship peut voler, il faut voir comment l’adapter. Chez les êtres vivants la Nature procède de la même manière. Elle ne remonte pas l’évolution, elle s’adapte à la réalité qui en découle.
hyper interressant.!!! mais pour MARS CA URGE !!!
Pour rire un peu … je conseille un comprime UPSA effervescent (aspirine)dans un verre d eau : l effervescence produit 10 megawatts !
ou alors (?) ELON MUSK a t il une autre idee en tete : il y a quelques temps il declara vouloir realiser une fusee beaucoup plus grande et la c est possible compte tenu de la maitrise de SPACE X sur les moteurs et du caractere extraordinairement creatif de cet homme. une fusee beaucoup plus grande signifie une charge utile et un volume utile tres superieurs au starship actuel…et la on peut tout imaginer.
Hum, l’histoire des techniques montre que la course au gigantisme conduit le plus souvent à la catastrophe (pour ne prendre qu’un exemple, rappelons-nous le « Titanic »!). Je pense que l’on a atteint avec le SuperHeavy plus ou moins le maximum raisonnable (la fusée « beaucoup plus grande » serait appelée comment d’ailleurs? « ExtraSuperHeavy »?! 🙂 ). Imaginons l’explosion au sol d’un tel engin, ce qui ne pourra jamais être totalement exclu (« le risque zéro n’existe pas en technique »)! Par ailleurs, il n’est ni rationnel ni prudent de mettre tous ses oeufs dans un même panier; mieux vaut envoyer des modules séparément et les assembler en orbite, ce qui permet aussi de construire de très gros vaisseaux si on le veut, mais avec bien moins de risque.
D’accord pour la modularité mais encore une fois, si le Starship peut voler (et cela semble le cas), utilisons le Starship en l’adaptant au mieux.
oui mais une copie a l identique avec 14 m de diametre et une centaine de m de hauteur pour le premier etage et 14 m et 70m pour starship ne serait pas chocante finalement.:il faudrait une cinquantaine de moteurs raptor su le premier etage et une dizaine sur le starhip…le systeme conduirait cette foi a 2 starship pour le voyage que l on pourrait mettre en tandem avec un cable en rotation comme discute dans le passe et les panneaux solaires seraient de taille tres superieure et en nombre beaucoup plus important…son nom pourrait etre hyperheavy . en cas d explosion l effet serait devastateur mais pas beaucoup plus qu actuellement. ah oui je crois voir ou veut en venir Elon MUSK.
Bonjour
Dans ce modele on ne modifie pas l espace lie a le coiffe ovoide on ne modifie pas l espace dedie aux moteurs et aux reservoirs de propergol(si ce n est qu ils sont plus volumineux) et on obtient un espace de 40m par 14 m central cylindrique dans lequel on place au centre le cylindre correspondant a l espace habitable actuel et tout autour nous obtenons un espace annulaire de 2m50 de large que nous pouvons segmenter en un espace de 1m pour les panneaux solaires et env 1m dans lequel nous pouvons placer de l eau ou du polyethylene en protection des particules chargees.Les portes verticales s ouvrent du haut (sous la coiffe) vers le bas au dessus de l espace reserve aux moteurs et reservoirs a 90 degres et elles sont tapissees par les panneaux solaires rigides de 40m par 1m50: au total il y en a 25 produisants une energie comparable a l iss. on peut a la rigueur partir vers Mars ainsi en « monobloc » sans avoir recours a un starship energy…
Arrêtez de parler pour moi. Laissez votre interlocuteur s’exprimer. Souvent la solution apparaît dans un échange d’idées qui paraît au départ contradictoire.
J’applaudis la performance du convoyeur à succès. Elle n’est pas sans risque. L’histoire de la conquête spatiale le démontre. Pour la navette spatiale, réutilisable, les risques au décollage ou à l’atterrissage étaient estimé à 2% environ. Ces risques se sont malheureusement réalisés.
Si des risques existent, quelles seraient les conséquences d’un accident avec une centrale nucléaire à bord?
C’est de la gestion de risques pure et simple, que la NASA y a répondu en envoyant avec parcimonie cette technologie dans l’espace, contrairement à la stratégie de son homologue russe.
Il y a quelques décennies, il y avait des projets d’envoyer des déchets nucléaires dans l’espace. Ces projets ont été abandonnés au vu des risques pris durant la spatialisation: une fusée hors contrôle pouvant retomber n’importe où sur Terre.
Les risques existent dans toute aventure humaine. Une estimation risque opportunité doit être menée pour établir une stratégie qui permet la pérennisation d’un projet.
Commentaire adressé à Pierre Brisson et non pas à niogret.
Précisons les risques:
– pendant l’utilisation de la source d’énergie: la technologie proposée semble raisonnable
– pendant la spatialisation: une source d’énergie en attente de fonctionnement se transformant en bombe sale par dissémination de matériel radioactif après, par exemple, impact sur Terre après un problème de mise en orbite
– enfin le choix du combustible: l‘enrichissement de l’Uranium permettant de le militariser. La Terre est sous la crainte des armes nucléaires, faut-il déplacer ce savoir-faire sur Mars?
Le nucléaire civile est aveuglé par la filière Uranium qui a créé une filière de militarisation du nucléaire. D’autres solutions sont en développement et paraissent plus sûres: la filière Thorium par exemple.
Vous écrivez « une source d’énergie en attente de fonctionnement se transformant en bombe sale par dissémination de matériel radioactif après, par exemple, impact sur Terre après un problème de mise en orbite ». Il semble que vous n’avez pas bien compris l’apport des particules TRISO et de leur confinement dans des petites plaquettes FCM. Les risques de dispersion des matières fissibles irradiées sont quasi nuls. Si vous ne voulez pas vous informer je ne peux rien pour vous.
.
Par ailleurs, l’uranium utilisé est « LEU » (Low Enriched) et ne dépasse pas 20%. Il en faut beaucoup plus pour faire une bombe (cf l’Iran qui enrichit au-delà des 20% depuis des années).
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Pour le Thorium, on verra plus tard!
Un exemple de petite bombe sale:
Cosmos 1402 (en russe : Космос 1402) était un satellite-espion soviétique lancé le 30 août 1982. Le satellite dysfonctionna et rentra dans l’atmosphère le 23 janvier 1983. Il était équipé d’un réacteur nucléaire qui rentra dans l’atmosphère quelques jours plus tard, le 7 février 1983.
Le réacteur fonctionnait-il? En tout cas, la bombe n’a pas explosé, mais a disséminé du matériel radioactif.
La techno Space X nous en a mis plein les yeux dernièrement. Il semble cependant qu’il s’en a fallu de peu pour que l’événement n’apparaisse plus spectaculaire:
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/vols-habites-enregistrement-revele-spacex-frole-catastrophe-lors-atterrissage-super-heavy-il-fallu-seconde-117106/
Question: est-il stage de décoller et d’atterrir systématiquement avec un réacteur nucléaire?
Vous m’avez mal lu. J’écris très clairement que le moteur nucléaire, ne serait que pour utilisation hors atmosphère terrestre.
Il semble que vous auriez bien voulu que l’atterrissage du lanceur SuperHeavy échoue. Cela vous aurait fait plaisir. Dommage pour vous, il a réussi.
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Sur le fond, les « premières fois » sont toujours difficiles et risquées ; c’est pour cela que ce sont ce qu’on appelle des « essais ».
Un réacteur nucléaire à bord ne sera évidemment pas mis en fonction avant que la sonde soit sur sa trajectoire vers Mars. Jusque là, il ne contient donc que de l’uranium faiblement radioactif (comme sur Terre) et pas de produits de fission hautement radioactifs ni de transuraniens. De plus, il n’est jamais prévu que l’on récupère une sonde sur Terre, une fois que le réacteur nucléaire qu’elle contiendrait aurait fonctionné. Et du reste, les masse et volume des matières radioactives mises en jeu seront très faibles. Ce que l’on ignore en général.
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Prenons, comme exemple très parlant, ce qu’il en est en Suisse pour les combustibles usés issus de 50 ans d’utilisation de l’énergie nucléaire (soit quasiment 99% de toute la radioactivité de tous les déchets nucléaires en Suisse) et qui seront à gérer (dans un stockage prévu par la Nagra à plus de 500 m de profondeur dans une couche d’argile étanche, dite argile à Opalinus, vieille de plusieurs millions d’années et qui est encore là pour autant de temps). Au total, sans tenir compte du conditionnement, cela fera, après avoir produit 1’200 TWh d’électricité en 50 ans, quelque 3’600 tonnes de matière nucléaire radioactive (résultant d’environ 72 tonnes de combustible frais en moyenne par an), soit un volume de 330 m³ (la densité est de 11 t/m³), soit un cube de 7 m de côté, ou aussi 400 grammes ou 36 cm³ par personne, je le souligne, au total pour 50 ans d’utilisation de l’énergie nucléaire en Suisse. Une fois conditionné, ce volume sera de quelque 8’000 m³, un cube de 20 m de côté, soit aussi moins de 1 L par personne. Une montagne à gérer ?
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Concernant les progrès de petits réacteurs modulaires (SMR), voici une entreprise établie en Suisse qui en développe un à Zurich, DeepAtomic :
https://www.nuklearforum.ch/fr/nouvelles/la-start-suisse-deep-atomic-developpe-un-smr-compact-concu-pour-les-centres-de-donnees/
Emprise au sol, tout juste 9 m x 9 m pour 180 MW thermiques et donc 60 MW électriques ! C’est du « mini », mais pas encore du « micro » dont on aura besoin dans le spatial.
Affaire à suivre, donc !
Bonjour Christophe de Reyff
Oui tout simplement affaire a suivre:je suis evidemment partisant de cette solution; ne croyez pas que je ne pense qu aux panneaux solaires (!) decrits precedemment dans mes commentaires. Simplement ces reacteurs ne semblent pas pouvoir etre prets dans un tres court delais.
Et puis surtout j ai pris conscience du fait que la fusee actuelle est trop petite : ca peut fonctionner mais ce n est pas pratique.
Des gens en Europe font des recherches malgré le retard:
https://www.numerama.com/sciences/1117036-susie-le-plan-darianegroup-pour-un-etage-dariane-6-habitable-reutilisable-et-automatique.html
https://www.numerama.com/sciences/1833924-la-france-va-tester-une-fusee-en-2025-pour-imiter-spacex.html
Des échanges et concertations plus poussés entre pays ne seraient-ils pas possibles et fructueux?
Bonjour Pierre Brisson
Au juste quel va etre l effet de la force de Coriolis sur des hommes places dans une centrifugeuse ?
C’est une des raisons pour lesquelles, le rayon de la « centrifugeuse » comme vous dites, doit être très grand. Il convient d’éviter plus de deux tours par minute et avec cette vitesse, il faut plus de cinquante mètres de rayon pour avoir une gravité suffisante.
D’où la nécessité d’une modularité avec deux masses.
oui donc nous aurons forcemment 2 starship qui « volent » de concert.
Deux ou trois, le troisième servant d’axe pour les deux autres et leur permettant de créer une gravité artificielle par mise en rotation.
Le troisième pourrait aussi être porteur d’un réacteur nucléaire et resterait en orbite quand les deux autres descendraient.
Bonjour Pierre Brisson
Oui ca parait bien faisable mais il faut aussi de l energie une foi pose sur Mars ?
Vous connaissez ma réponse: un réacteur nucléaire Pylon embarqué sur chacun des deux starships qui se seront posés sur Mars et qui ne pèse que 3 tonnes (chacun)…Pour ce qui est du « fuel », on apportera de temps en temps des chargements de particules TRISO, éventuellement dans leur gangue FCM, jusqu’à ce qu’on puisse les fabriquer sur place (la gangue d’abord, les particules TRISO ensuite). L’avantage des TRISO et FCM c’est qu’ils évitent de répandre les produits fissibles irradiés. Bien entendu on pourra aussi, plutôt que de réapprovisionner les réacteurs en fuel, en apporter de nouveaux. On le fera de toute façon assez souvent.
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Ca n’exclut pas qu’on produise sur place des ergols chimiques: les inévitables méthane (carburant) et oxygène (comburant). Il en faudra pour faire repartir les starships de la surface de Mars.