Du minerai naturel aux déchets radioactifs

De l'extraction au stockage, de nombreuses opérations sont nécessaires pour préparer le combustible nucléaire, puis le traiter après utilisation.

La préparation du combustible

Le combustible utilisé industriellement dans un réacteur nucléaire est essentiellement l'uranium 235, qui existe à l'état naturel. Relativement abondant dans l'écornce terrestre, le minerai d'uranium est cependant surtout constitué d'uranium 238 très peu fissile. Il doit donc être enrichi en uranium 235, c'est-à-dire traité, afin d'augmenter sa teneur en uranium 235, pour pouvoir être utilisé comme combustible.

Sitôt extrait, le minerai est cocassé et broyé. Diverses opérations chimiques permettent ensuite d'obtenir un concentré d'uranium qui est raffiné puis enrichi.

La consommation du combustible

Irradié par des neutrons, le coeur d'un réacteur nucléaire est le siège de diverses réactions. Celles-ci transforment le combustible qui se dégrade au fil du temps. Après 3 ans de fonctionnement, il doit être retiré du réacteur même s'il contient encore d'importantes quantités de matires fissiles. On parle alors de combustible irradié.

Le retraitement du combustible irradié

À leur sortie du réacteur, les gaines métalliques contenant le combustible irradié sont entreposées en piscine de refroidissement, le temps de laisser diminuer leur température et leur activité. Elles sont ensuite cisaillées en petits tronçons; puis le combustible irraidé est dissous dans une solution acide. Des traitements chimiques de cette solution permettent de séparer le plutonium et l'uranium des produits de fission. L'uranium et le plutonium, qui représentent 97 % du volume total, sont ensuite recyclés, les produits restants étant des déchets nucléaires.

Le conditionnement et le stockage des déchets nucléaires

Les déchets sont confinés dans des blocs compacts et étanches qui doivent être ensuite stockés jusqu'à disparition totale de la radioactivité des déchets. Le stockage des déchets de faible et moyenne activité et de courte durée de vie est prévu en surface pour une durée de 300 ans. Quant aux déchets à durée de vie longue et/ou de forte activité, ils devront être isolés pendant plusieurs 100aines de milliers d'années! Ils sont actuellement entreposés en surface sur leur lieu de production. Leur devenir fait l'objet de recherches portant notamment sur le stockage souterrain en couche géologique profonde.

Au coeur d'un réacteur nucléaire, les transformations subies par le combustible et les matériaux du coeur conduisent à la formation de produits hautement radioactifs qui doivent être isolés de l'environnement.

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