Présentation
Auteur(s)
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Robert GUILLAUMONT : Professeur d’Université - Correspondant de l’Académie des sciences - Membre de l’Académie des technologies
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les annexes présentées dans cet article complètent l’article BN 3 661 « Déchets radioactifs. Perspectives de gestion » où on a examiné quelles voies pourraient être empruntées pour réduire l’inventaire de radiotoxicité des déchets nucléaires (stratégie de séparation-transmutation) et leur impact radiologique à très long terme en cas de stockage géologique (stratégie de séparation-transmutation et/ou stratégie de séparation-conditionnement spécifique). Ces deux stratégies ont en commun la séparation de certains éléments des combustibles nucléaires usés ou de cibles et combustibles particuliers de transmutation : actinides et produits de fission. Ces séparations nouvelles demandent des recherches. Il en est de même des conditionnements spécifiques de ces éléments séparés dans des matrices céramiques. Ces annexes développent les principes des différentes séparations en cours d’étude et font le point sur les matrices de conditionnement envisagées.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
— Déchets radioactifs- Gestion - Déchets radioactifs. Gestion ;
— Déchets radioactifs- Perspectives de gestion - Déchets radioactifs. Perspectives de gestion ;
— BN 3 662 - Déchets radioactifs. Perspectives de gestion : annexes (le présent article).
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VERSIONS
- Version courante de juil. 2010 par Robert GUILLAUMONT
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Principes de séparations en pyrochimie. Annexe 21. Principes de la séparation poussée. Annexe 1
Les formules chimiques des réactifs mentionnés dans le texte par leurs abréviations, lorsque leur dénomination est complexe, sont précisées dans la figure 1.
1.1 Séparation de U, Np, Pu, Tc et I
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Le procédé PUREX, tel que pratiqué actuellement, est fondé sur l’extraction à partir de la solution nitrique de dissolution des combustibles usés (solution n o 1 ) de deux éléments U et Pu. U(VI) (uranium au degré d’oxydation 6) et Pu(IV) sont extraits de cette phase aqueuse acide :
HNO3 3 M (et au-delà de 3 M)par une solution organique de TBP 1,1 M dans le TPH.
Les équilibres sont :
![]()
La notation [ ]org désigne les espèces en phase organique.
La séparation U/Pu est réalisée par deux extractions en retour de la phase organique vers des phases aqueuses appropriées, celle destinée à récupérer Pu étant réductrice. C’est Pu (III) qui passe en phase aqueuse et il est ensuite oxydé en Pu (IV). Tout n’est pas aussi simple qu’indiqué ici et de très nombreuses réactions intéressant les nombreux éléments initialement présents dans les combustibles usés et dans la solution n 1 ont lieu. Tout l’art de la mise en œuvre du procédé PUREX est d’obtenir des solutions aqueuses aussi pures que possible de U (VI) et Pu (IV). En fin de procédé, on obtient, outre ces solutions de U et Pu (actinides majeurs), une solution (solution n 2 ) renfermant tous les produits de fission (excepté ceux dont certains composés sont volatils et qui s’échappent à la dissolution, dont l’iode), les actinides mineurs et les pertes de procédé en U et Pu et enfin des éléments apportés par les réactifs utilisés. Actuellement, la solution n 2 est vitrifiée.
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La séparation de Np et Tc consisterait à profiter de certaines réactions parasites se déroulant dans le procédé...
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