Le diamant brut du CNRC

Bien caché dans les bois, un trésor de la recherche attire l'attention du monde entier

Presque tous les chercheurs rencontrent des obstacles sur la route qui les mène vers la percée scientifique. Pour certains, l'obstacle qui les empêche de lancer leur « eurêka », c'est de trouver une façon de tester leur hypothèse dans des conditions qui n'existent nulle part dans la nature.

Dans un endroit inattendu, niché dans la vallée de l'Outaouais, aux laboratoires de Chalk River, les scientifiques trouvent les conditions idéales pour poursuivre des percées scientifiques. Des chercheurs canadiens aussi bien qu'internationaux sollicitent l'aide du CNRC pour tester leur recherche dans les installations uniques situées à Chalk River (Ontario) et, à leur tour, font des contributions substantielles aux secteurs canadiens des sciences, de la technologie, de l'énergie, de la santé, de la construction et de l'économie.

Chalk River est le site où Bertram Brockhouse du CNRC, récipiendaire du Prix Nobel 1994, a jeté les fondations du domaine de la diffusion des neutrons. C'est également ici qu'est située l'une des installations scientifiques les plus productives du Canada, le réacteur national de recherche universel (NRU).

À la différence de la plupart des réacteurs nucléaires, qui ont été consacrés à des applications énergétiques ou militaires, le NRU a été conçu exclusivement à des fins de recherche et développement, ce qui tient l'installation bourdonnante d'activité à l'année longue. Les neutrons fournis par le réacteur NRU peuvent convenir à des usagers venant d'une gamme diversifiée des secteurs scientifiques, académiques et industriels, ce qui fait de l'institution un catalyseur pour la recherche très pointue.

Exploité par la plus grosse entreprise dérivée du CNRC, Énergie atomique du Canada limitée (EACL), qui en est également propriétaire, le NRU est une installation nucléaire qui offre aux scientifiques des possibilités de mener des recherches qui utilisent des faisceaux de neutrons. Au-delà de ses contributions historiques – l'établissement de la première installation nucléaire fonctionnelle du Canada (1945) et la création par essaimage d'EACL (1952) – le CNRC maintient encore une présence clé à Chalk River, celle du Centre canadien de faisceaux de neutrons du CNRC (CCFN-CNRC).

Tout est fait de quelque chose!

Comme les neutrons sont une excellente sonde de matériaux de toutes sortes, le NRU est idéal pour la recherche sur les matériaux à base de neutrons. La diffusion des neutrons est une technique puissante qui sert à explorer la structure de la matière à l'échelle atomique.

À Chalk River, le CCFN-CNRC gère les spectromètres à diffusion de neutrons. En plus d'effectuer la recherche du CNRC dans ce réacteur nucléaire, les employés passent les trois quarts de leur temps à prêter assistance à d'autres chercheurs qui viennent de tous les coins du monde. Le personnel du CCFN-CNRC mènent une recherche collaborative et aide les chercheurs invités à monter des expériences de diffusion de neutrons visant à découvrir la vraie structure et le vrai comportement des matériaux.

Quelles sortes de matériaux, vous demandez-vous ?  L'acier, l'aluminium, les biomembranes, les céramiques, les composites, les minéraux, les verres et la glace, pour n'en citer que quelques-uns. On étudie les effets de températures extrêmes (de 2000°C à -272°C) et les contraintes imposées à ces matériaux. Parmi les échantillons sur lesquels on a travaillé, on trouve des débris provenant de la navette spatiale Challenger, des morceaux de routes en béton endommagés par la glace, des pales de turbines de moteurs et plus encore.

Cette recherche donne des indications précieuses pour les industries qui cherchent à développer de meilleurs produits pour de nombreux secteurs, dont l'aérospatiale, l'automobile, la construction, l'informatique et l'énergie. En fait, la variété de la recherche effectuée à l'aide des spectromètres du CNRC est si vaste que les expériences menées à cette installation ont touché presque tous les isotopes stables du tableau périodique des éléments!

Témoin de l'expertise et de l'ingéniosité canadiennes, le NRU est un réacteur si versatile qu'il reste encore à un niveau mondial un demi-siècle après sa construction. Les chercheurs du CCFN-CNRC poursuivent même des expériences sur les biomatériaux afin de mieux comprendre la santé et les membranes humaines. Leurs études récentes ont porté sur des questions allant de l'hydratation au cholestérol.

En parlant santé...

Dans le monde entier, des chercheurs travaillent nuit et jour dans des laboratoires pour contribuer à diagnostiquer des patients et à développer des traitements contre le cancer. Chaque année, les isotopes à fins médicales produits au NRU servent à traiter 16 millions de personnes dans 80 pays (dont plusieurs sont en voie de développement) et à fournir à 5 millions de personnes des images obtenues par balayages médicaux.

Dans le domaine des isotopes à fins médicales, le Canada est le plus important producteur au monde et un des principaux exportateurs. Le NRU de Chalk River produit 85 % des thérapies à radiation au cobalt-60 du monde et les deux tiers de l'approvisionnement mondial de technetium-99, un isotope médical majeur utilisé dans l'imagerie des patients pour le cancer, les maladies du coeur et autres maladies. L'innovation du cobalt-60 fut développée dans les années 1950 par les scientifiques du CNRC, à Chalk River, et par des médecins, à London et à Saskatoon.

Aider à construire des centrales électriques nucléaires plus efficaces et plus sûres

Le réacteur NRU ne produit aucune électricité, mais c'est un banc d'essai d'importance majeure pour les combustibles et les matériaux qui sont en voie de développement pour utilisation dans des centrales électriques nucléaires. Les chercheurs d'EACL font des essais de sécurité sur les crayons de combustible nucléaire (qui font partie des grappes de combustible utilisées dans le coeur d'un réacteur) dans l'expérience combustible en fusion/interaction modératrice de Chalk River. Un bidon d'endiguement géant et des capteurs spécialisés permettent aux chercheurs de mesurer ce qui se produit lorsqu'ils mélangent à dessein du métal en fusion et de l'eau. Cette recherche appuie les lignes directrices de réglementation canadiennes.

La diffraction des neutrons offre un matériau puissant et des renseignements d'ingénierie concernant les composantes et les combustibles des réacteurs. Cette technique appuie les progrès de l'énergie nucléoélectrique. L'énergie nucléoélectrique est importante pour la diversité énergétique du Canada, particulièrement pour ce qui est de répondre à la demande croissante d'énergie tout en contribuant à réduire les émissions des gaz de serre. Contrairement aux émissions nuisibles produites par la combustion du charbon, du mazout, du gaz, les déchets produits par la production nucléaire peuvent être emmagasinés de façon sécuritaire et surveillés étroitement dans un endroit sûr relativement restreint.

Vous voulez en savoir plus ?

Visitez le site Web du Centre canadien de faisceaux de neutrons du CNRC (CCFN-CNRC) ou lisez des articles sur quelques-unes des grandes réussites canadiennes qui ont émané des laboratoires de Chalk River :

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