Les 65 ans de RA-1 : comment s’est déroulée la course à la première réaction nucléaire contrôlée en Amérique latine ?

L’idée de départ était d’acheter un réacteur nucléaire expérimental clé en main à la société américaine General Electric. Mais il a été remplacé par un plus ambitieux : pour l’Argentine, construire son propre réacteur, en utilisant des scientifiques et des technologies locales. Ainsi est né le RA-1, qui a réalisé sa première réaction nucléaire contrôlée le 17 janvier 1958, il y a 65 ans. Il a été officiellement inauguré trois jours plus tard et a été le premier à fonctionner en Amérique latine.

Il a fallu neuf mois pour le construire. À l’exception de l’uranium enrichi, venu des États-Unis grâce à un accord de coopération signé en 1955, du graphite importé de France et de certains composants électroniques, toutes les autres parties du réacteur ont été développées dans le pays.

Un camion-grue soulève des composants du bâtiment du réacteur RA-1 dans ce qui est devenu plus tard le centre nucléaire de Constituyentes

La construction du réacteur argentin 1, ou RA-1, a été possible grâce à l’enthousiasme et à l’ingéniosité des scientifiques de la Commission nationale de l’énergie atomique. Il y avait aussi une certaine rivalité avec le Brésil pour voir lequel des deux pays a réalisé la première réaction en chaîne auto-entretenue dans cette partie du continent.

La genèse du projet

En novembre 1956, la CNEA annonce que l’Argentine achètera un réacteur nucléaire pour passer de la théorie à la pratique. Son président à l’époque était le capitaine Oscar Quihillalt, qui se rendit à New York au début de 1957 pour terminer l’opération avec General Electric. L’absence de certaines études juridiques a retardé la transaction.

Dans son livre The Dream of Nuclear Argentina (Edhasa, 2014), Diego Hurtado de Mendoza raconte que Quihillalt s’est ensuite rendu à Philadelphie pour assister à une conférence. Il y rencontre l’ingénieur Carlos Büchler, qui avait travaillé au CNEA et travaillait à l’époque au Laboratoire national d’Argonne à Chicago. Le même dans lequel le physicien Enrico Fermi a développé le premier réacteur nucléaire artificiel au monde en 1942.

Le président de la CNEA de l'époque, Oscar Quihillalt, était persuadé par ses plans pour l'Argonaut que l'Argentine devait construire son propre réacteur.
Le président de la CNEA de l’époque, Oscar Quihillalt, était persuadé par ses plans pour l’Argonaut que l’Argentine devait construire son propre réacteur.

A la demande de Büchler, Quihillalt visite l’Argonaut (Argonne Nuclear Assembly for University Training), petit réacteur expérimental inauguré quelques jours plus tôt en Argonne. Et il a obtenu ses plans, convaincu que l’Argentine devrait construire son propre réacteur.

Le 9 avril 1957, il a été décidé que le CNEA construirait le premier réacteur de recherche nucléaire argentin sur un terrain appartenant à la Direction générale de la production militaire de Constituyentes et au général Paz.

Le chef de projet était le physicien Fidel Alsina Fuentes, responsable de l’ingénierie nucléaire au CNEA, qui faisait partie du groupe qui s’est rendu à Chicago pour suivre une formation technique. « Au début, ils n’étaient pas autorisés à participer aux expériences. Jusqu’à ce qu’ils trouvent un problème lors de l’enregistrement du réacteur Argonaut et après cela, ils ont été autorisés à assister aux pratiques. Et ils ont beaucoup appris », explique l’ingénieur électricien Hugo Scolari, qui a dirigé le RA-1 pendant quatre décennies.

A terre, l’ingénieur Otto Gamba, chef du département réacteurs du CNEA, était responsable de la construction. Sous son commandement se trouvaient plusieurs groupes de travail composés de diplômés des cours sur les réacteurs nucléaires.

La construction du RA-1

Carlos Domingo, qui était membre de la section des réacteurs du CNEA entre 1955 et 1960 et faisait partie de l’entourage qui s’est rendu à Chicago, a écrit un récit de ces jours d’essais, d’erreurs et de solutions trouvées pendant la construction.

« C’était une tentative de calcul de la masse critique du réacteur pour différentes configurations d’uranium, un calcul compliqué par la géométrie, qui n’était pas un anneau complet. L’atelier dirigé par Di Marzio a fait des progrès rapides sur la construction des panneaux de contrôle du réacteur, du système de circulation d’eau de refroidissement et du réservoir en aluminium. Velia (Hoffman) a supervisé et travaillé sur la construction de l’armure. Les coffrages pour les différents types de blocs ont dû être conçus et la mise en place de ciment spécial avec la bonne quantité de barytine soigneusement contrôlée. Koppel était chargé de contrôler la découpe du graphite entourant le réservoir », a déclaré Domingo.

Velia Hoffman était chargée de superviser la construction de l'armure et la conception du coffrage des différents types de blocs, en contrôlant soigneusement le coulage du ciment spécial avec la bonne quantité de barytine.
Velia Hoffman était chargée de superviser la construction de l’armure, de concevoir le coffrage pour les différents types de blocs et de contrôler soigneusement le coulage du ciment spécial avec la bonne quantité de barytine.

L’un des défis majeurs a été la construction des éléments combustibles, constitués de plaques d’oxyde d’uranium recouvertes d’une fine gaine d’aluminium de haute pureté. « Ils ont été fabriqués par un procédé d’extrusion à la température à laquelle l’aluminium est malléable. Le groupe métallurgique dirigé par Jorge Sábato, qui disposait d’une main-d’œuvre hautement qualifiée, a étudié le problème et en est venu à produire un prototype en utilisant de l’oxyde d’uranium natif produit dans le pays et de l’aluminium ordinaire.

On s’est demandé si le système fonctionnerait avec l’uranium enrichi. Mais Harry Bryant, le directeur de l’Argonaut, a assuré que ces éléments combustibles, conçus en Argentine, étaient de meilleure qualité que ceux utilisés dans le réacteur américain. Et il fut décidé que ceux du RA-1 seraient fabriqués au CNEA.

Le groupe de métallurgie dirigé par Jorge Sábato, qui disposait d'une main-d'œuvre hautement qualifiée, est venu produire un prototype de combustible à partir d'oxyde d'uranium natif produit dans le pays et d'aluminium ordinaire.
Le groupe de métallurgie dirigé par Jorge Sábato, qui disposait d’une main-d’œuvre hautement qualifiée, est venu produire un prototype de combustible à partir d’oxyde d’uranium natif produit dans le pays et d’aluminium ordinaire.

Les scientifiques argentins ont travaillé 12 à 18 heures par jour pour construire le réacteur. Le premier test a commencé le 16 janvier 1958. Au début, il semblait qu’il n’y avait pas assez d’uranium pour atteindre la criticité. Ils l’ont résolu en changeant la position des assemblages combustibles, en plaçant ceux contenant plus d’uranium au milieu. La réaction nucléaire en chaîne auto-entretenue a été réalisée à 6 h 30 le 17 janvier 1958. C’était le premier en Amérique latine. L’inauguration officielle a eu lieu le 20 janvier et le réacteur a été baptisé « Enrico Fermi ». Cinq jours plus tard, le Brésil inaugurait son réacteur.

« Cette étape a été le premier coup d’envoi pour le développement de réacteurs de recherche et de production dans le pays », souligne Scolari.

Les journaux de l'époque publient les premiers résultats de l'application de la technologie nucléaire argentine à la santé.
Les journaux de l’époque publient les premiers résultats de l’application de la technologie nucléaire argentine à la santé.

L’héritage du RA-1

En 1959, une réforme majeure du RA-1 permet de décupler sa puissance maximale. Un nouveau réservoir et de nouvelles pièces en graphite ont dû être construits. De plus, les plaques de contrôle ont été renouvelées et une tour de refroidissement installée. Après un test qui n’a pas atteint la criticité, le cylindre intérieur en graphite a dû être réduit en diamètre et des plaques de combustible ajoutées autour de celui-ci. Pour cela, ils devaient être courbés. Les techniciens ont trouvé un moyen sûr. Le réacteur atteint à nouveau la criticité le 25 décembre 1959.

Le RA-1 a été utilisé pour d’innombrables expériences et fins de recherche et a été le pionnier de la production de radio-isotopes nationaux à usage médical et industriel (à petite échelle). Il est encore utilisé aujourd’hui pour former le personnel ; vaste travail de relations publiques; essais par activation neutronique de matériaux ; Des études sur les dommages causés par les rayonnements, par exemple dans les métaux, qui feront plus tard partie des Power Reactors, et le développement d’une thérapie révolutionnaire en médecine nucléaire pour traiter certains types de cancer, appelée BNCT (Boron Neutron Capture Therapy).

Le RA-1 est toujours actif aujourd'hui.  Sur la photo, une équipe de chercheurs qui a mené une étude pour développer la thérapie de capture des neutrons au bore (BNCT) pour le cancer en 2018.
Le RA-1 est toujours actif aujourd’hui. Sur la photo, une équipe de chercheurs qui a mené une étude pour développer la thérapie de capture des neutrons au bore (BNCT) pour le cancer en 2018.

65 ans après l’inauguration du premier réacteur, le CNEA construit le Réacteur nucléaire polyvalent RA-10 en Argentine avec l’entreprise publique INVAP. Et à ce jour, l’Argentine produit ses propres éléments combustibles pour ses centrales nucléaires et ses réacteurs.

« Le RA-1 a lancé la course nucléaire argentine et est aujourd’hui opérationnel grâce aux capacités scientifiques, technologiques, humaines et managériales de notre pays et de son peuple. Les mêmes qui permettent aujourd’hui le développement du RA-10. C’est l’histoire qui entre en dialogue avec le présent pour construire l’avenir. Le RA-1 est la graine plantée en 1957 et libérée en 1958 qui a donné naissance à l’écosystème actuel d’excellence nucléaire qui dirige notre nation aujourd’hui », souligne la Division des réacteurs expérimentaux et des services du CNEA (GRyCN – GAEN). , dirigé par Fabián Moreira et intégré par Juan Manuel Politano, Florencia Parrino et Agustina González.

« La construction et la mise en service du RA-1 est une étape en soi, mais le plus important est le chemin qu’il commence à tracer – soulignent-ils –. Aujourd’hui, les gens du CNEA continuent à former et à mettre en œuvre de nouveaux projets avec la même énergie, soif de connaissances et de croissance pour le domaine nucléaire, acceptant et surmontant toujours chaque défi avec engagement, sécurité, professionnalisme, créativité et avec beaucoup de passion.

Malgier Favager

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