Est-il sûr de stocker du combustible nucléaire à fort taux d'irradiation?
La gestion à long terme du combustible nucléaire épuisé se fait actuellement par stockage dans des formations géologiques profondes. Ces installations souterraines font appel à la géologie naturelle et à des barrières construites par l'homme pour isoler les déchets radioactifs. Leur sécurité est démontrée quantitativement par des calculs. Des scientifiques financés par l'UE ont lancé le projet FIRST-NUCLIDES (Fast / instant release of safety relevant radionuclides from spent nuclear fuel) pour améliorer la compréhension de ce qui se passe au niveau de ces barrières. L'équipe s'est intéressée à l'oxyde d'uranium épuisé, à fort taux d'irradiation, provenant des réacteurs à eau pressurisée ou bouillante. Ces dernières années, les centrales nucléaires ont utilisé davantage de combustibles à fort taux d'irradiation, pour en retirer davantage d'énergie avant de le remplacer. Cependant, cette technique augmente la température et la radioactivité du combustible, deux facteurs importants à prendre en compte pour les sites de stockage. Les déchets sont stockés dans des récipients, dont la défaillance libère des radionucléides dangereux. Certains sont en effet très solubles dans les eaux souterraines, d'autres ne sont qu'à peine ralentis avant de progresser vers la biosphère. Pour analyser la sécurité du stockage, les chercheurs doivent quantifier la libération de ces radionucléides. Les scientifiques du projet FIRST-NUCLIDES ont collecté des données essentielles, résultant d'expériences et de modélisation. Elles portaient sur la répartition des produits de fission dans les pastilles de combustible, sur la libération de gaz de fission à partir des barres endommagées de combustible épuisé, et sur la libération de produits de fission (gazeux ou non) à partir du combustible épuisé en cas de contact avec de l'eau. Les chercheurs ont créé une base de données contenant la «fraction à libération instantanée», très mal connue et concernant l'iode, le chlore, le carbone et le sélénium. Tous ces éléments tendent à former des anions dont la chimie fait qu'ils échappent aux systèmes de barrières des stockages. Les données et les connaissances acquises devraient améliorer l'exactitude des prévisions de la libération instantanée de produits de fission et de produits d'activation à partir d'oxyde d'uranium épuisé. Les chercheurs de FIRST-NUCLIDES ont notamment amélioré la compréhension de la dissolution de ce combustible, en prévision des licences des sites de stockage prévus pour entrer en service d'ici 2025.
Mots‑clés
Combustible nucléaire à fort taux d'irradiation, stockage en formation géologique, énergie nucléaire, oxyde d'uranium, radionucléides
