Le lithium est un métal critique pour la transition énergétique, notamment pour la réalisation des batteries d’accumulateurs indispensables au fonctionnement des véhicules électriques ou hybrides.
Mais c’est aussi un métal très important pour la fusion nucléaire. Celle-ci fait l’objet du programme de recherche international ITER basé en France à Cadarache
Rappelons que sur la Terre, la réaction de fusion la plus simple à réaliser est celle entre 2 isotopes de l’hydrogène : le deutérium et le tritium. « Simple » est un euphémisme puisqu’il faut tout de même pour ce faire une température de 150 millions de degrés. Mais on y arrive de façon routinière (on a atteint plus de 500 millions à la fin des années 1990)
Le deuterium est naturellement présent sur Terre, son abondance est d’environ 1 atome de deuterium pour 6500 atomes d’hydrogène dans l’eau de mer. soit 33g de deutérium pour 1m3 d’eau de mer
https://www.iter.org/fr/sci/fusionfuels
Le tritium lui est radioactif est a une durée de demi-vie de 12.3 ans. Il n’en existe donc que très peu sur Terre : on estime à environ 25kg la quantité de tritium aujourd’hui disponible (principalement produit par des réacteurs à eau lourde)
Le lithium est un métal alcalin, du premier groupe du tableau périodique des éléments.
Les noyaux atomiques des deux isotopes stables du lithium (6Li et 7Li) comptent parmi ceux ayant l’énergie de liaison par nucléon la plus faible de tous les isotopes stables, ce qui signifie que ces noyaux sont assez peu stables comparés à ceux des autres éléments légers. Ils peuvent donc être utilisés dans des réactions de fission nucléaire comme de fusion nucléaire.
Le deuterium est naturellement présent sur Terre, son abondance est d’environ 1 atome de deuterium pour 6500 atomes d’hydrogène dans l’eau de mer, ou 33g de deutérium pour 1m3 d’eau de mer https://www.iter.org/fr/sci/fusionfuels
Le tritium est radioactif. Il a une durée de demi-vie de 12.3 ans. Il n’en existe donc que très peu sur Terre : on estime à environ 25kg la quantité présente sur Terre (principalement produit par des réacteurs à eau lourde)
Un réacteur de fusion de 500 MWth aura besoin d’environ 30 kg de tritium par an, ce tritium devra donc être produit directement dans le réacteur lui-même (tritium breeding en anglais)
Pour ce faire, on utilisera du lithium. Le lithium absorbe les neutrons formés par la réaction de fusion et forme du tritium, qu’on peut récupérer et réinjecter dans le réacteur.
Note
Rappelons que deux nucléides d’un même élément chimique sont dits isotopes s’ils partagent le même nombre de protons, Z, mais ont des nombres différents de neutrons, N1. Un nucléide est une classe d’atomes dont le noyau possède le même nombre de protons, le même nombre de neutrons et le même état énergétique. Le nucléide se différencie de l’isotope, qui n’est identifié que par son nombre de protons et de neutrons ; il peut exister plusieurs nucléides pour un même isotope.
Par extension, un isotope est une classe d’atomes caractérisée par son nombre de protons Z et son nombre de neutrons N2, sans distinction concernant le spin ou l’état énergétique. (https://fr.wikipedia.org/wiki/Isotope)
Par contre un nucléide est une classe d’atomes dont le noyau possède le même nombre de protons, le même nombre de neutrons et le même état énergétique. Le nucléide se différencie de l’isotope, qui n’est identifié que par son nombre de protons et de neutrons ; il peut exister plusieurs nucléides pour un même isotope. https://fr.wikipedia.org/wiki/Nucl%C3%A9ide#:~:text=Un%20nucl%C3%A9ide%20est%
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