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Combustibles usés et déchets vitrifiés : quel héritage ?

"Une grande partie des déchets nucléaires resteront dangereux pendant des centaines de milliers d'années, léguant un héritage empoisonné aux générations futures". Ce message de l'organisation écologiste Greenpeace, relayé par des politiques et des médias engendre des peurs compréhensibles. Quelle est sa véracité ? Qu'en pensent le physicien, l'ingénieur ? Qu'en dit la Nature ?

100 000 ans pour les déchets les plus radioactifs ? ... Slogan ou réalité ?

Moderne Chaussures Suède Enfant Cuir Puma Baskets rwCrFUZqx Il est impossible de définir exactement une durée pour une espèce radioactive, car mathématiquement on ne peut définir le moment où l'espèce a disparu. Par contre on peut définir le moment où 50%, 90 %, 99,9 % des atomes auront disparu. Dans un colis radioactif, les espèces les plus actives, donc dangereuses, vont disparaître lentement à l'échelle de nos vies humaines, mais bien avant le premier millénaire ! Par exemple le césium-137 perdra 99.9 % de sa radioactivité en 3 siècles. Par contre seulement 3% des atomes d'un actinide mineur comme le neptunium-237 auront décru en 100 000 ans. Les espèces subsistant à ces échelles de temps sont peu radioactives. Un atome de neptunium est par exemple 71 000 fois moins actif qu'un noyau de césium-137 : Si nous avons la chance d'atteindre 100 ans, seul 1 noyau de neptunium sur 31000 aura émis un rayon durant notre séjour terrestre !

Pour préciser ce qui précède, comparons l'évolution de la radioactivité des deux types de déchets envisagés pour un stockage : les combustibles usés sortis des réacteurs et les déchets vitrifiés de haute activité produits à la Hague. Dans ces derniers, le plutonium et l'uranium qui peuvent être réutilisés, ont été retirés. Basée sur des compositions standards, cette évaluation donne une bonne idée du niveau de radioactivité des deux types de déchets et de leur évolution.

La période d'observation choisie va de 10 ans à 100 000 ans. Le délai de 10 ans est le temps écoulé entre la sortie du réacteur et la fabrication des déchets vitrifiés, années durant lesquelles disparaissent les atomes les plus radioactifs à durée très courte. L'échéance de 100 000 ans fait écho aux centaines de milliers d'années évoqués plus haut. L'humanité parviendra-t-elle à ces 100 000 ans ? On ne sait. Nous sommes au tout début du chemin qui mène à ces échéances extraordinairement lointaines. En 2015 les déchets les plus anciens, ont a peine une cinquantaine d'années !

Fig. 1 : Origines des activités radioactives dans le combustible usé
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Evolutions caractéristiques - de 10 ans à 100 000 ans - de l'activité des principaux éléments présents dans un combustible usé : plutonium, produits de fission à vie courte, actinides mineurs et produits de fission à vie longue. Les activités exprimées en térabecquerels sont calculées pour un combustible contenant au départ une tonne d'uranium et déchargé d'un réacteur après une irradiation standard de 3 ans.
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Considérons d'abord une tonne de combustible usé ayant subi une . Déchargée du réacteur, elle contient quatre principaux types d'atomes radioactifs : des isotopes du plutonium, des produits de fission dits à vie courte dont le césium-137 et le strontium-90, des actinides mineurs (neptunium, américium et curium), et une poignée de produits de fission à vie longue. (NB : la radioactivité des 940 kg d'uranium est négligeable)

La radioactivité de la dizaine de kilogrammes de plutonium est dominante tout au long des 100 000 ans. La radioactivité de l'ensemble décroit très lentement du fait des très longues périodes radioactives de certains isotopes. Mais la décroissance est très importante à l'échelle des millénaires dont il est question, plus de 5 000 fois d'après l'évaluation de la courbe ci-dessous dans le cas des combustibles usés ; davantage pour les déchets vitrifiés.

La contribution de deux produits de fission à vie courte, le césium-137 et le strontium-90, entre en compétition avec celle du plutonium durant la première centaine d'années, celles que nous vivons. Mais divisée par 1000 tous les 300 ans, elle sera la première à disparaître. La décroissance des actinides mineurs est similaire à celle du plutonium, également un actinide. Leur contribution est 10 à 20 fois plus faible. Enfin, la radioactivité de la quatrième catégorie est très faible et sa contribution négligeable en raison de durées de vie extrêmement longues.

Cermis 000 80820 Wr Hro sécurité SRC W42 S3 Chaussure Marron Cofra Taille 42 de Fig 2 : Décroissance de l'activité des combustibles usés et déchets de haute activité
Evolutions comparées, ramenées à une tonne d'uranium initial, des activités de trois types de déchets : 1) Combustible usé standard géré comme déchet ; 2) Déchets vitrifiés issu du combustible usé dont on a retiré le plutonium et l'uranium ; 3) Déchets vitrifiés dont on aurait retiré aussi les actinides mineurs. La décroissance de l'activité radioactive à long terme est 10 fois plus rapide pour les seconds, et plus encore pour les troisièmes.
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En 100 000 ans, la radioactivité aura décru près de 10 000 fois ...

La figure 2 compare l'évolution de la radioactivité des combustibles usés et des colis de déchets vitrifiés produits en France. L'activité radioactive et les risques qu'elle présente auront décru plusieurs milliers de fois à l'échéance de 100 000 ans. Cependant cette décroissance reste très lente. Comment accélérer un retour à des activités sinon anodines du moins bien atténuées?

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La figure montre aussi qu'en retirant le plutonium du combustible usé, on divise l'activité radioactive par 3 à 8 au delà de 100 ans et par 1000 à l'échéance du premier millénaire. Il faudra moins de 10 000 ans pour atteindre le niveau de décroissance que le combustible usé atteindra en 100 000 ans. De plus, les atomes radioactifs - produits de fission et les actinides mineurs - sont conditionnés à l'usine de la Hague au sein d'une matière vitreuse, dont la vertu est de les immobiliser durant des millénaires. La Am Red argent Nike Untouchable Crampons Football Pro noir Ricain Blanc 3 Vapor University TqwEpqnP aux radiations serait au moins de 10 000 ans, au bout desquels la radioactivité serait divisée par environ 5000.

de Marron sécurité Cermis Chaussure Taille Wr Hro 42 W42 Cofra S3 SRC 80820 000 sécurité 42 000 80820 S3 Hro de Taille Cofra Marron W42 SRC Wr Cermis ChaussurePour accélérer encore davantage la décroissance radioactive, on envisage de retirer aussi les actinides mineurs. Les 100 000 ans seraient alors ramenés à 300 ans. Que faire du plutonium et des actinides mineurs ? Le plutonium retiré n'est pas de qualité militaire. Il peut être brûlé comme combustible dans des réacteurs à neutrons rapides. Quant aux actinides mineurs, moins abondants, ils pourraient l'être aussi si des brûleurs de déchets voyaient le jour.
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On ne pourra entreposer indéfiniment à proximité des humains des matières aussi radioactives que les combustibles usés ou les déchets vitrifiés. Pour les premiers, il faudra un jour ou l'autre soit les retraiter, soit les enfouir à grande profondeur, ou les deux à la fois. Certains militants s'opposent à la fois au stockage profond de ces matières, au retraitement qui immobilise leur radioactivité, après s'être opposé au premler réacteur brûleur de plutonium (Superphenix). Refuser toutes les solutions, c'est à coup sûr "léguer aux générations futures un héritage empoisonné"!

Une écologie positive voudrait que l'on ne s'oppose pas aux techniques visant à réduire la quantité et l'activité des déchets de longue durée qu'il faudra un jour stocker. Rappelons le sage propos d'un spécialiste ; "Si on veut stocker les déchets de longue durée de vie dans des couches géologiques souterraines stables, c’est pour ajouter encore une barrière entre les radiations émis par ces déchets et nous. Mais c’est aussi pour protéger les déchets contre des intrusions humaines, volontaires ou non : à 500 mètres sous terre, ils seront à l’abri."

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