L'énergie nucléaire : De l'atome au réseau électrique

L'énergie nucléaire — la libération de l'énergie stockée dans les noyaux des atomes par la fission (la division des atomes lourds) ou, dans le futur, par la fusion (la jonction des atomes légers) — est l'une des technologies les plus puissantes et les plus déterminantes jamais développées par la civilisation humaine. Dans une seule réaction en chaîne dans un réacteur à fission, l'énergie libérée par un kilogramme de combustible à l'uranium est équivalente à la combustion d'environ trois millions de kilogrammes de charbon, ce qui représente une concentration d'énergie si extrême qu'elle défia l'imagination des scientifiques qui la calculèrent pour la première fois.

L'énergie nucléaire est née du programme d'armement le plus destructeur de l'histoire, le Projet Manhattan, qui produisit les bombes atomiques larguées sur Hiroshima et Nagasaki en août 1945. La transition de l'arme à la source d'énergie pacifique fut l'ambition centrale d'une génération de scientifiques nucléaires et de responsables politiques dans les années 1950, exprimée dans le discours « Atomes pour la paix » du président Dwight Eisenhower devant les Nations Unies en décembre 1953. La première centrale nucléaire à produire de l'électricité pour un réseau civil ouvrit à Obninsk, en Union soviétique, en 1954, suivie de Calder Hall au Royaume-Uni en 1956. En vingt ans, l'énergie nucléaire était devenue une source majeure d'électricité aux États-Unis, en France, au Japon, au Royaume-Uni et en Union soviétique.

La promesse de l'énergie nucléaire — une électricité « trop bon marché pour être mesurée », selon la formule tristement célèbre attribuée (avec une exactitude variable) à Lewis Strauss de la Commission de l'énergie atomique en 1954 — ne fut jamais tenue. Au lieu de cela, l'énergie nucléaire devint l'une des technologies de production d'électricité les plus coûteuses et les plus complexes jamais déployées, sujette à une vive controverse publique, à de sévères exigences réglementaires, et à des accidents catastrophiques (Windscale en 1957, Three Mile Island en 1979, Tchernobyl en 1986, Fukushima Daiichi en 2011) qui marquèrent l'opinion publique et la politique énergétique dans le monde entier.

L'énergie nucléaire demeure néanmoins une source majeure d'électricité à l'échelle mondiale — fournissant environ dix pour cent de l'électricité mondiale dans les années 2020 — et connaît un regain d'intérêt significatif, alors que les préoccupations relatives à la sécurité énergétique et la difficulté de décarboner les systèmes électriques avec les seules énergies renouvelables ont conduit à reconsidérer le rôle du nucléaire. Les conceptions avancées de réacteurs nucléaires, les petits réacteurs modulaires (PRM), et l'objectif longtemps poursuivi de la fusion nucléaire ont tous attiré un regain d'investissement et d'attention au début du vingt et unième siècle.

La découverte de la radioactivité et de la fission nucléaire

Les fondements scientifiques de l'énergie nucléaire furent posés par une série de découvertes à la fin du dix-neuvième et au début du vingtième siècle, qui révélèrent l'existence du noyau atomique et les énergies extraordinaires qui y sont liées.

Wilhelm Röntgen découvrit les rayons X en 1895, première preuve d'un rayonnement pénétrant issu de la matière. Henri Becquerel découvrit la radioactivité naturelle en 1896, lorsqu'il constata que les composés d'uranium émettaient un rayonnement capable d'impressionner des plaques photographiques sans avoir été exposés à la lumière. Marie Curie et Pierre Curie étudièrent systématiquement la radioactivité (terme inventé par Marie Curie) et découvrirent les éléments radioactifs polonium (nommé d'après la patrie de Marie, la Pologne) et radium en 1898. Marie Curie reçut le prix Nobel de physique en 1903 (partagé avec Pierre Curie et Henri Becquerel) et le prix Nobel de chimie en 1911 — la seule personne à avoir reçu des prix Nobel dans deux sciences différentes, et la première femme à recevoir un prix Nobel.

L'expérience de la feuille d'or d'Ernest Rutherford en 1909 (conduite par Hans Geiger et Ernest Marsden sous la direction de Rutherford) établit que les atomes possédaient un noyau minuscule, dense et chargé positivement, entouré d'un espace bien plus vide que ce que l'on supposait auparavant. Rutherford avait déjà découvert que la radioactivité impliquait la transformation d'un élément en un autre — la désintégration alpha convertit l'uranium en thorium, la désintégration bêta convertit le thorium en protactinium — lui valant le prix Nobel de chimie en 1908 pour ces travaux. En 1917, Rutherford fut la première personne à réaliser une transmutation nucléaire artificielle, bombardant de l'azote avec des particules alpha pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène.

La découverte du neutron par James Chadwick en 1932 fut la pièce manquante cruciale pour le développement de la fission nucléaire. Contrairement au proton chargé positivement et à l'électron chargé négativement, le neutron ne porte aucune charge électrique et n'est donc pas repoussé par le noyau chargé positivement. Cette propriété rend les neutrons bien plus efficaces que les protons ou les particules alpha pour pénétrer les noyaux atomiques et induire des réactions nucléaires.

Enrico Fermi et ses collègues à Rome, qui expérimentaient le bombardement neutronique de divers éléments en 1934, découvrirent que les neutrons lents (dont la vitesse avait été réduite par le passage à travers un matériau modérateur) étaient bien plus efficaces pour induire des réactions nucléaires que les neutrons rapides. Cette découverte — qu'un modérateur pouvait augmenter considérablement l'efficacité du bombardement neutronique — fut une étape cruciale vers la réaction en chaîne contrôlée.

La découverte de la fission nucléaire elle-même fut réalisée par Otto Hahn et Fritz Strassmann à Berlin en décembre 1938, qui constatèrent que l'uranium bombardé de neutrons produisait du barium — un élément bien plus léger — plutôt que les éléments plus lourds qu'ils avaient attendus d'une simple capture nucléaire. Lise Meitner et son neveu Otto Frisch, qui avaient fui l'Allemagne nazie vers la Suède et le Danemark respectivement, fournirent l'explication théorique : le noyau d'uranium s'était en réalité scindé en deux fragments à peu près égaux, libérant une quantité extraordinaire d'énergie conformément à l'équation d'Einstein E=mc². Meitner et Frisch inventèrent le terme « fission » pour désigner ce processus. L'énergie libérée lors d'un seul événement de fission — environ 200 millions d'électronvolts, contre environ 4 électronvolts pour une réaction chimique typique — était environ cinquante millions de fois supérieure à l'énergie d'une combustion chimique.

Le Projet Manhattan et la bombe atomique

La possibilité que la fission nucléaire puisse être utilisée pour créer un engin explosif d'une puissance destructrice sans précédent était immédiatement apparente aux physiciens qui comprenaient les implications de la découverte de Hahn et Strassmann. En août 1939, Albert Einstein signa une lettre rédigée par Leo Szilard (un autre physicien d'origine hongroise travaillant aux États-Unis) adressée au président Franklin Roosevelt, l'alertant sur la possibilité d'armes nucléaires et sur le risque que l'Allemagne, qui avait accès à l'uranium du Congo belge et à certains des meilleurs physiciens nucléaires du monde, fût en train d'en développer.

Roosevelt autorisa des recherches initiales, mais le programme américain d'armes nucléaires — le Projet Manhattan — ne fut pleinement organisé et financé qu'après l'attaque japonaise sur Pearl Harbor en décembre 1941. Sous la direction scientifique de J. Robert Oppenheimer à Los Alamos, au Nouveau-Mexique, et avec le commandement organisationnel du général Leslie Groves, le Projet Manhattan employa environ 130 000 personnes sur des sites à travers les États-Unis et le Canada. Le projet coûta environ deux milliards de dollars en valeur de 1945 — environ vingt-cinq milliards en termes actuels — et représenta le plus grand programme scientifique et d'ingénierie jamais réalisé jusqu'alors.

Les défis scientifiques et techniques du Projet Manhattan étaient considérables. Deux voies parallèles vers une bombe à fission furent poursuivies : une bombe à uranium utilisant l'uranium-235 (un isotope rare qui devait être séparé de l'uranium-238, bien plus abondant, par des usines de séparation isotopique à Oak Ridge, Tennessee) et une bombe au plutonium utilisant le plutonium-239 (produit par irradiation de l'uranium-238 dans des réacteurs nucléaires, dont le premier — le Chicago Pile-1 — atteignit la criticité sous les gradins de Stagg Field à l'Université de Chicago le 2 décembre 1942, lors de l'expérience fondatrice d'Enrico Fermi).

L'essai Trinity, le 16 juillet 1945, dans le désert du Nouveau-Mexique, fit exploser le premier engin nucléaire mondial — une bombe à implosion au plutonium — avec un rendement d'environ vingt kilotonnes. Oppenheimer rappela avec célèbre un vers de la Bhagavad Gita : « Je suis devenu la Mort, le destructeur des mondes. » Trois semaines plus tard, la bombe à uranium « Little Boy » fut larguée sur Hiroshima le 6 août, et la bombe au plutonium « Fat Man » fut larguée sur Nagasaki le 9 août, tuant au total entre 130 000 et 226 000 personnes selon les estimations, et contribuant à la capitulation du Japon le 15 août 1945, mettant fin à la Seconde Guerre mondiale.

La course aux armements nucléaires de la Guerre froide

Le monopole américain sur les armes nucléaires ne dura que quatre ans. L'Union soviétique testa son premier engin nucléaire — « RDS-1 » ou « Joe-1 », une réplique du modèle américain Fat Man obtenue par espionnage — le 29 août 1949, plus tôt que la plupart des analystes occidentaux ne l'avaient prévu. Le Royaume-Uni testa son premier engin nucléaire en octobre 1952 ; la France en février 1960 ; la Chine en octobre 1964 ; l'Inde en mai 1974 ; et le Pakistan en mai 1998.

La course aux armements nucléaires de la Guerre froide produisit des arsenaux de dizaines de milliers d'ogives nucléaires des deux côtés américain et soviétique, avec des vecteurs comprenant des missiles balistiques intercontinentaux (ICBM), des missiles balistiques lancés depuis des sous-marins (SLBM), et des bombardiers stratégiques capables de livrer des ogives n'importe où sur terre en trente minutes. Au sommet de la course aux armements dans les années 1980, les États-Unis disposaient d'environ 30 000 ogives nucléaires et l'Union soviétique d'environ 45 000.

La bombe à hydrogène — une arme thermonucléaire qui utilise une bombe à fission pour déclencher la fusion d'isotopes d'hydrogène, libérant bien plus d'énergie qu'un engin à fission pure — fut testée pour la première fois par les États-Unis en novembre 1952 (l'essai Ivy Mike, avec un rendement d'environ dix mégatonnes, soit environ cinq cents fois le rendement de la bombe d'Hiroshima) et par l'Union soviétique en août 1953. L'arme nucléaire la plus puissante jamais détonée fut la Tsar Bomba soviétique, testée en octobre 1961 avec un rendement d'environ cinquante mégatonnes — environ trois mille fois le rendement de la bombe d'Hiroshima.

Atomes pour la paix et la naissance du nucléaire civil

La transition des armes nucléaires vers l'énergie nucléaire fut motivée à la fois par des considérations idéalistes et stratégiques. Les scientifiques nucléaires qui avaient participé au Projet Manhattan étaient vivement conscients de la puissance destructrice qu'ils avaient contribué à créer et désireux de démontrer que la même technologie pouvait procurer des bénéfices pacifiques. Les gouvernements des États-Unis, du Royaume-Uni et de l'Union soviétique voyaient dans l'énergie nucléaire civile un moyen de démontrer le potentiel positif de la technologie nucléaire et un instrument diplomatique dans la compétition de la Guerre froide pour l'influence internationale.

Le discours « Atomes pour la paix » d'Eisenhower devant l'Assemblée générale des Nations Unies le 8 décembre 1953 proposa la création d'une agence internationale (qui devint l'Agence internationale de l'énergie atomique, ou AIEA, fondée en 1957) pour promouvoir les utilisations pacifiques de l'énergie nucléaire et empêcher la prolifération des armes nucléaires. Ce discours lança une décennie d'intense développement nucléaire civil aux États-Unis et chez leurs alliés, avec une industrie nucléaire optimiste quant au potentiel de l'énergie nucléaire pour transformer l'économie de la production d'électricité.

L'Union soviétique ouvrit la première centrale nucléaire du monde à Obninsk, près de Moscou, le 27 juin 1954. La centrale d'Obninsk utilisait un réacteur modéré au graphite et refroidi à l'eau, avec une capacité de production de cinq mégawatts — modeste même selon les normes des années 1950, mais historiquement significative en tant que première centrale nucléaire civile. La centrale d'Obninsk fonctionna jusqu'en 2002, fournissant non seulement de l'électricité mais aussi un avantage de propagande considérable à l'Union soviétique.

Le Royaume-Uni ouvrit Calder Hall à Windscale dans le Cumberland (aujourd'hui Cumbria) le 17 octobre 1956, lors d'une cérémonie à laquelle assista la reine Elizabeth II. Calder Hall utilisait un réacteur refroidi au gaz et modéré au graphite (le réacteur Magnox) qui avait été initialement conçu principalement pour produire du plutonium destiné aux armes nucléaires, mais qui générait également de l'électricité en sous-produit. Le modèle Magnox était propre à la Grande-Bretagne et devint la base de la première génération de centrales nucléaires britanniques.

La première centrale nucléaire civile américaine — la centrale atomique de Shippingport en Pennsylvanie — atteignit la première criticité le 2 décembre 1957 et fut officiellement inaugurée par le président Eisenhower le 26 mai 1958. Elle utilisait un réacteur à eau pressurisée (REP) dérivé des réacteurs utilisés pour propulser l'USS Nautilus, le premier sous-marin nucléaire au monde. Shippingport avait une capacité de production de soixante mégawatts et fonctionna jusqu'en octobre 1982, démontrant la conception du REP qui allait devenir le type de réacteur le plus largement adopté dans le monde.

La conception du REP — dans laquelle l'eau sous pression sert à la fois à refroidir le cœur du réacteur et à modérer la réaction en chaîne nucléaire, empêchant l'ébullition dans le cœur — fut développée par la marine américaine pour la propulsion sous-marine sous la direction de l'amiral Hyman Rickover, un ingénieur exigeant et visionnaire qui poussa le développement de la propulsion navale nucléaire avec une détermination extraordinaire. L'USS Nautilus, lancé en 1954, effectua son premier voyage à propulsion nucléaire en janvier 1955, et devint en 1958 le premier navire à atteindre le pôle Nord géographique, naviguant sous la glace arctique. Le programme nucléaire naval de Rickover produisit non seulement les sous-marins et porte-avions qui constituèrent l'épine dorsale de la puissance navale américaine, mais aussi la technologie des réacteurs et la culture de sûreté qui façonnèrent l'industrie nucléaire civile américaine.

Types de réacteurs et technologie nucléaire

Le réacteur nucléaire — le dispositif qui maintient et contrôle une réaction en chaîne nucléaire pour produire de la chaleur, laquelle est ensuite utilisée pour produire de l'électricité dans un système classique à turbine à vapeur — existe en plusieurs grands types, chacun reflétant des choix différents de combustible, de modérateur et de caloporteur.

Le réacteur à eau pressurisée (REP) utilise l'eau ordinaire (eau légère) à la fois comme modérateur et comme caloporteur. L'eau est maintenue sous haute pression (environ 155 bars) pour l'empêcher de bouillir dans le circuit primaire ; la chaleur du cœur du réacteur est transférée à un circuit d'eau secondaire par un générateur de vapeur, et la vapeur secondaire entraîne la turbine. Le REP est le type de réacteur le plus largement déployé dans le monde, utilisé aux États-Unis, en France, au Japon, en Russie, en Chine, en Corée du Sud et dans de nombreux autres pays.

Le réacteur à eau bouillante (REB) utilise également l'eau légère comme modérateur et caloporteur, mais permet à l'eau de bouillir dans la cuve du réacteur, la vapeur résultante entraînant directement la turbine. Le REB est de conception plus simple que le REP (pas de générateur de vapeur séparé ni de circuit secondaire), mais permet une certaine contamination radioactive du système de turbine, nécessitant des procédures de protection contre les rayonnements et d'entretien rigoureuses. Les REB sont utilisés principalement aux États-Unis, au Japon et dans quelques autres pays.

Le réacteur CANDU (Deutérium-Uranium Canadien), développé par Énergie atomique du Canada limitée, utilise l'eau lourde (eau contenant du deutérium plutôt que de l'hydrogène ordinaire) à la fois comme modérateur et comme caloporteur. L'avantage clé du CANDU est qu'il peut utiliser de l'uranium naturel non enrichi comme combustible, éliminant la nécessité d'une technologie d'enrichissement de l'uranium qui est coûteuse et potentiellement utilisable pour le développement d'armes. Les réacteurs CANDU sont utilisés au Canada, en Inde, en Corée du Sud, en Roumanie, en Chine et en Argentine.

Le réacteur RBMK modéré au graphite était le modèle soviétique utilisé à Tchernobyl et dans d'autres centrales soviétiques et russes. Le RBMK (Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy, ou réacteur à canal de grande puissance) utilise le graphite comme modérateur et l'eau comme caloporteur, le combustible étant contenu dans des tubes de pression traversant la matrice de graphite. Cette conception permettait le rechargement en marche (sans arrêter le réacteur) et pouvait utiliser de l'uranium légèrement enrichi, mais présentait un défaut de conception dangereux : il était instable à faible puissance, la puissance du réacteur ayant tendance à augmenter plutôt qu'à diminuer lorsque le caloporteur commençait à bouillir — la condition physique connue sous le nom de « coefficient de vide positif ». Cette instabilité contribua directement à l'accident de Tchernobyl.

Le réacteur refroidi au gaz (RRG), tel qu'il est utilisé dans les modèles britanniques Magnox et à gaz carbonique avancé (AGR), utilise du dioxyde de carbone comme caloporteur et du graphite comme modérateur. La haute température du caloporteur réalisable avec le refroidissement au gaz et l'utilisation de la modération au graphite confère au RRG un bon rendement thermique et permet l'utilisation d'uranium naturel ou faiblement enrichi comme combustible, mais les conceptions se sont révélées plus coûteuses que les réacteurs refroidis à l'eau et n'ont pas été largement adoptées en dehors du Royaume-Uni.

Les réacteurs surgénérateurs rapides (RSR) utilisent des neutrons rapides (sans modération) pour maintenir la réaction en chaîne et peuvent « surgénérer » de nouvelles matières fissiles (plutonium) à partir d'uranium-238 non fissile, créant potentiellement plus de combustible qu'ils n'en consomment. Des RSR expérimentaux et de démonstration ont été construits en Union soviétique/Russie, en France, au Royaume-Uni, au Japon, en Inde et aux États-Unis, mais la combinaison de la complexité technique, des coûts élevés et de la sensibilité politique de la production de plutonium a empêché un déploiement commercial généralisé.

Les accidents nucléaires et leurs conséquences

Trois accidents nucléaires majeurs ont eu de profondes répercussions sur le développement et la perception publique de l'énergie nucléaire dans le monde : Windscale (1957), Three Mile Island (1979), Tchernobyl (1986) et Fukushima Daiichi (2011).

L'incendie de Windscale du 10 octobre 1957 se produisit dans un réacteur refroidi à l'air et modéré au graphite (un Windscale Pile, distinct des réacteurs de Calder Hall) utilisé pour la production de plutonium destiné aux armes nucléaires britanniques. Une opération de chauffage destinée à libérer l'énergie stockée dans le graphite (l'effet « énergie Wigner » dans le graphite endommagé par les radiations) se déroula mal, enflammant le combustible à l'uranium et le modérateur en graphite. L'incendie brûla pendant plusieurs jours, libérant une contamination radioactive comprenant de l'iode-131 (qui peut s'accumuler dans la glande thyroïde) sur le nord de l'Angleterre et des parties du nord-ouest de l'Europe. Le lait des vaches de la région touchée fut saisi et déversé. L'accident ne fit aucun mort immédiat, mais on estime qu'il aurait provoqué environ 240 cas de cancer dans les années suivantes, avec peut-être 33 décès. Le Windscale Pile fut définitivement fermé ; son démantèlement se poursuit aujourd'hui.

L'accident de Three Mile Island du 28 mars 1979, à l'unité 2 de la centrale nucléaire de Three Mile Island près de Harrisburg, en Pennsylvanie, entraîna une fusion partielle du cœur du réacteur à la suite d'une série de défaillances d'équipements et d'erreurs d'opérateurs. L'accident libéra de petites quantités de gaz radioactifs et ne causa aucun décès direct, mais la combinaison de la dramatique crise publique — avec des centaines de milliers de personnes évacuant la zone environnante, des déclarations officielles contradictoires et une couverture médiatique intense — modifia fondamentalement la perception de la sécurité nucléaire par le public américain. L'accident entraîna d'importants changements dans la réglementation nucléaire, la formation des opérateurs et la planification des situations d'urgence aux États-Unis.

L'accident de Tchernobyl du 26 avril 1986, à l'unité 4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl dans la République socialiste soviétique d'Ukraine (aujourd'hui l'Ukraine), fut le pire accident nucléaire de l'histoire. Lors d'un essai de sécurité effectué dans des conditions dangereuses — le réacteur fonctionnant à faible puissance dans son régime d'exploitation instable — une montée en puissance incontrôlée provoqua une explosion de vapeur qui arracha le sommet de la cuve du réacteur, détruisant le bâtiment et exposant le cœur du réacteur à l'atmosphère. L'incendie du graphite qui s'ensuivit brûla pendant dix jours, libérant de grandes quantités de contamination radioactive sur l'Union soviétique et l'Europe. Trente et une personnes moururent directement de l'accident (deux lors de l'explosion, vingt-huit du syndrome d'irradiation aiguë dans les mois suivants, et une d'une crise cardiaque) ; les conséquences à long terme sur la santé publique ont été estimées à entre quelques milliers et plusieurs dizaines de milliers de décès supplémentaires par cancer selon la méthodologie utilisée, bien que le nombre précis reste contesté.

L'accident de Fukushima Daiichi du 11 mars 2011 fut déclenché par le séisme et le tsunami de Tohoku qui frappèrent la côte japonaise, submergeant la digue de protection de la centrale nucléaire et désactivant les systèmes de refroidissement d'urgence. Trois des six unités du réacteur subirent des fusions du cœur dans les jours suivant le tsunami ; des explosions d'hydrogène endommagèrent les bâtiments des réacteurs ; et des quantités significatives de matières radioactives furent relâchées. Environ 154 000 personnes furent évacuées de la zone environnante. Aucun décès immédiat dû aux radiations ne se produisit à Fukushima, mais le stress de l'évacuation contribua aux décès d'un millier à deux mille personnes âgées et malades parmi les évacués.

L'énergie nucléaire par pays

La répartition mondiale de la capacité nucléaire reflète l'histoire du développement nucléaire depuis l'ère de la Guerre froide jusqu'à nos jours, avec les États-Unis et la France dominant la capacité nucléaire occidentale, et la Russie, la Chine, la Corée du Sud et le Japon étant d'autres grands exploitants.

Les États-Unis disposent de la plus grande capacité nucléaire installée au monde, avec environ 93 réacteurs nucléaires en exploitation sur 54 sites, produisant environ 19 à 20 pour cent de l'électricité américaine. Les centrales nucléaires américaines furent construites principalement entre 1970 et 1990 ; depuis la fin des années 1970, aucune nouvelle centrale nucléaire commandée aux États-Unis n'a été achevée (à l'exception des unités d'extension de Vogtle en Géorgie, achevées en 2023-2024). La combinaison des conséquences de Three Mile Island, des dépassements de coûts sur les centrales en construction et de la baisse du coût du gaz naturel empêcha toute nouvelle construction nucléaire pendant quatre décennies.

La France affiche la plus grande dépendance au monde à l'énergie nucléaire en proportion de son électricité, avec environ 70 à 75 pour cent de l'électricité française historiquement produite par ses 56 réacteurs en exploitation. Le vaste programme nucléaire français — construit entre le milieu des années 1970 et la fin des années 1990 par l'entreprise publique Électricité de France (EDF) selon une approche de conception standardisée qui maintint les coûts de construction inférieurs à ceux des États-Unis — fut un choix délibéré de politique pour assurer l'indépendance énergétique de la France à la suite des chocs pétroliers des années 1970. Les exportations nucléaires françaises — la conception EPR (Réacteur européen à eau pressurisée) — ont été vendues au Royaume-Uni, en Finlande, en Chine et aux Émirats arabes unis, bien que les dépassements de coûts et de délais sur les projets EPR en Europe aient créé des difficultés commerciales pour l'industrie nucléaire française.

Le Japon dépendait de l'énergie nucléaire pour environ 30 pour cent de son électricité avant l'accident de Fukushima, qui entraîna l'arrêt de l'ensemble du parc nucléaire japonais. Le Japon a progressivement redémarré ses centrales nucléaires dans le cadre d'un nouveau cadre réglementaire, mais au milieu des années 2020, seule une fraction du parc antérieur à Fukushima est retournée en service.

La Chine dispose du programme d'expansion nucléaire le plus ambitieux du monde, avec environ 55 réacteurs en exploitation et environ 20 autres en construction en 2024. L'expansion nucléaire chinoise utilise un mélange de conceptions importées (réacteurs à eau pressurisée VVER russes, la conception américaine AP-1000) et de conceptions développées localement (l'HPR-1000 ou Hualong One). La Chine vise à porter sa capacité nucléaire à environ 200 gigawatts d'ici 2035, contre environ 55 gigawatts en 2024.

La Russie est un grand exploit