9.5 Conception : Directions de la communication ASN et IRSN – Mai 2022 Conception et réalisation graphiques : www.kazoar.fr — Pictos : Freepik, Kazoar – Photos : Interlinks Image/Éric Larrayadieu, Laurent Zylberman/Graphix-Images/Médiathèque IRSN Reproduction interdite sans l’accord de l’ASN/IRSN. Pour toute information : contact@irsn.fr LE « CYCLE DU COMBUSTIBLE » LE RETRAITEMENT DU COMBUSTIBLE En France, seule une partie du combustible usé des centrales nucléaires devient un déchet. Le reste peut être recyclé pour fabriquer du combustible neuf. 1. RÉACTEUR : USURE DU COMBUSTIBLE La teneur en uranium 235 des pastilles de combustible diminue au fil de leur irradiation. Ces isotopes se transforment en éléments radioactifs artificiels qui sont autant de déchets. En effet, chaque fission détruit un atome, le remplaçant par deux atomes dénommés produits de fission. Quand un neutron frappe un atome d’uranium 238, cet atome peut absorber les neutrons, formant des produits lourds, les actinides tels que l’américium, le neptunium ou encore le plutonium. Le plutonium est aussi fissile et, en France, il peut être utilisé pour fabriquer du combustible MOX. La teneur en plutonium est de l’ordre de 1 % dans le combustible usé. Le retraitement sépare ces différents produits. 3. TRANSPORT ET ENTREPOSAGE Quand le combustible est suffisamment refroidi, il est extrait de la piscine, placé dans des emballages spécialement conçus et transporté à l’usine de La Hague où il est de nouveau entreposé en piscine en vue de son retraitement. Une des piscines de La Hague contient l’équivalent de 40 cœurs de réacteurs nucléaires. Une hauteur de 20 mètres d’eau protège les travailleurs des rayonnements ionisants. 4. RECYCLAGE : LA SECONDE VIE DU COMBUSTIBLE Il reste de l’uranium dans le combustible usé qui est extrait. Il peut être ré-enrichi dans certaines conditions. Dans le combustible usé, se trouve également du plutonium fissile qui est utilisable dans un réacteur nucléaire. On le mélange à l’uranium pour fabriquer un combustible « valorisé » appelé MOX (oxyde mélangé). Le combustible le plus utilisé en France, à base d’uranium seul, est appelé UOX (oxyde d’uranium). 2. PISCINE : C’EST CHAUD! Les éléments radioactifs artificiels du combustible nucléaire usé le font chauffer intensément avec leurs rayonnements. En fin de vie, les assemblages sont sortis du réacteur à l’aide de robots et entreposés sur le site dans une piscine pour les refroidir. La chaleur va alors diminuer progressivement. Pour la fabrication du combustible MOX, on réutilise le plutonium contenu dans le combustible usé. Cela permet d’éviter de le mettre dans les déchets et économise la ressource en uranium. En cas d’accident, les produits de fission du combustible MOX sont plus dangereux que ceux de l’UOX. Le plutonium est aussi très toxique chimiquement pour les travailleurs, ce qui nécessite des mesures de protection supplémentaires. Du point de vue de la sécurité, le plutonium sous forme purifiée peut être la cible de vols pour fabriquer des armes. EN DÉBAT LE MOX N’A-T-IL QUE DES AVANTAGES? URANIUM 238 (recyclable pour usage ultérieur) URANIUM 235 (recyclable pour usage ultérieur) ACTINIDES MINEURS (déchets ultimes) PRODUITS DE FISSION (déchets ultimes) L’uranium entre dans le réacteur… … et quatre ans plus tard PLUTONIUM (recyclable dans le MOX) 94 % 97 % 3 % 1 % 1 % 0,1 % 4 % Courbe de décroissance de la puissance des assemblages combustibles usés dans le temps Puissance en kW Temps (échelle logarithmique) Reste 1 000 kW qui vont diminuer très, très... lentement 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 1 jour 2 jours 4 jours 8 jours 15 jours 1 mois 3 mois 6 mois 1 an
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