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Article

1 - SÉPARATION-TRANSMUTATION (ST)

2 - PRINCIPE ET PROBLÉMATIQUES DE LA SÉPARATION- TRANSMUTATION

  • 2.1 - Principe
  • 2.2 - RNR et ADS
  • 2.3 - Choix du mode de transmutation
  • 2.4 - Scénarios de transmutation
  • 2.5 - Choix des procédés de séparation des actinides mineurs
  • 2.6 - Colis de déchets de la séparation-transmutation
  • 2.7 - Couplage ou découplage de la séparation et de la transmutation
  • 2.8 - Industrialisation
  • 2.9 - Conséquence de la séparation- transmutation sur le stockage géologique
  • 2.10 - Autre possibilité, filière au thorium

3 - SITUATION INTERNATIONALE

  • 3.1 - Projets GIF, GNEP et INPRO
  • 3.2 - Programmes et collaborations

4 - ÉTUDES PRÉPARATOIRES À LA SÉPARATION- TRANSMUTATION

  • 4.1 - Transmutation
  • 4.2 - Séparation, conversion, fabrication d'échantillons pour tests
  • 4.3 - Matériaux pour les réacteurs
  • 4.4 - Matériaux pour les combustibles

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BN3663 v1

Études préparatoires à la séparation- transmutation
Déchets radioactifs - Gestion par séparation-transmutation

Auteur(s) : Robert GUILLAUMONT

Date de publication : 10 déc. 2010

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Auteur(s)

  • Robert GUILLAUMONT : Professeur d'Université - Membre de l'Académie des sciences - Membre de l'Académie des technologies

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INTRODUCTION

Dans l'article « Filière de gestion des déchets radioactifs par stockage géologique », on a examiné comment la plupart des pays devant gérer des déchets radioactifs à vie longue se préparent à les déposer dans des stockages géologiques, pour les isoler de la biosphère et confiner les radionucléides qui s'en échapperont à très long terme (centaines de milliers d'années) de façon que leur impact radiologique se confonde avec celui de la radioactivité naturelle. Ce mode de gestion pose des problèmes divers au regard d'aléas naturels ou liés à une future activité humaine et n'a pas l'assentiment de tous les citoyens. Une façon de se prémunir contre les aléas et d'augmenter la confiance dans les capacités d'un stockage à remplir le rôle qu'on lui assigne serait de diminuer autant que possible la nocivité des déchets HAVL. La stratégie de séparation-transmutation permettrait d'aller dans ce sens, mais elle conduit, pour des raisons qui sont expliquées dans cet article, à poursuivre l'exploitation de l'énergie nucléaire sur un siècle, sinon plus, à partir du moment où elle serait mise en œuvre. Par ailleurs, elle demanderait une mutation du nucléaire, conduisant à l'exploitation de réacteurs à neutrons rapides associés à des usines permettant le recyclage des matières circulant dans ces réacteurs. Cette mutation demanderait plusieurs décennies, à la fois pour surmonter des difficultés technologiques et pour faire face aux problèmes économiques.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3663


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4. Études préparatoires à la séparation- transmutation

Les études et recherches pour mettre en œuvre la ST ont conduit à des résultats déjà conséquents mais elles devront se poursuivre au plan scientifique et technique sur de longues années dans plusieurs domaines. Elles intègrent dès à présent le retour d'expérience acquis sur les RNR et le retraitement actuel du combustible usé, mais il s'agit d'aller plus loin pour asseoir la compétitivité des réacteurs de 4e génération, qu'ils soient ou non destinés à la transmutation. Elles relèvent de trois domaines, étroitement liés.

4.1 Transmutation

La possibilité de transmutation sera réellement prouvée lorsque l'on aura testé au moins la tenue d'un assemblage approprié dans un flux de neutrons rapides. Avant de franchir cette étape, les tests porteront, comme jusqu'à aujourd'hui, sur des échantillons de matériaux candidats pour devenir du combustible ou des cibles de transmutation. Il existait quelques RNR expérimentaux permettant de faire de telles études mais leur nombre est maintenant restreint et il faut quasiment attendre la réalisation de nouveaux projets de RNR (vers 2020-2025 au plus tôt) pour réaliser les expériences d'irradiation démonstratives. Des irradiations avec des neutrons thermiques permettent de réaliser de nombreuses expériences préparatoires (encadré Réacteurs de recherche, RNR et Astrid).

Réacteurs de recherche, RNR et Astrid

La tenue sous irradiation des matériaux candidats pour constituer du combustible ou des cibles pour transmutation peut être étudiée avec des réacteurs de recherche à neutrons thermiques MRT (Material Testing Reactor ) qui ont des flux de neutrons élevés comparés aux REP.

Après la sélection des matériaux, il faut étudier les phénomènes gouvernés par la température (diffusion sous gradients des radionucléides), la fission et la température (gonflement, comportement des produits de fission gazeux, ségrégation des radionucléides), la tenue mécanique des gaines (fonction de la dpa) et les interactions gaine combustible et gaine caloporteur. Il faut progressivement passer des flux de neutrons lents aux flux de neutrons rapides. La qualification des concepts et l'optimisation des dimensionnements nécessitent absolument des neutrons rapides. Il existe cinq MRT (combustible UOX très enrichi en 235U) réellement utilisables pour les études de transmutation...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Dossier « Argile 2005 ».  -  Andra (2005).

  • (2) -   Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs 2010-2012.  -  ASN.

  • (3) -   Réversibilité et sciences sociales.  -  Andra (2008).

  • (4) -   Nuclear energy outlook 2008.  -  AEN-OCDE (2008).

  • (5) -   Radiochemical approaches of the migration of elements from a repository.  -  Radiochimica Acta, 66/67, p. 231-242 (1994).

  • (6) -   Progresser sur la voie du stockage géologique des déchets radioactifs.  -  AEN (2008).

  • (7) - DAUTRAY (R.) -   L'énergie nucléaire...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Réglementation

HAUT DE PAGE

1.1 Site de Légifrance http://www.legifrance.fr

Loi no 91-1381 du 30 décembre 1991 relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs.

Loi no 2006-739 du 28 juin 2006 relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs.

Loi no 2006-686 du 13 juin 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire.

Loi no 75-633 du 15 juillet 1975 et loi 92-646 du 13 juillet 1992 sur la définition d'un déchet et d'un déchet ultime et les responsabilités de gestion.

Décret no 2008-357 du 16 avril 2008 fixant les prescriptions relatives au PNGMDR.

HAUT DE PAGE

2 Organismes

Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire (Meeddat) http://www.developpement-durable.gouv.fr

Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (Opecst) http://www.senat.fr/opecst/index.html

Commission particulière du débat public sur les déchets radioactifs (CPDP) http://www.debatpublic-dechets-radioactifs.org

Autorité de sûreté nucléaire...

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