Publication des résultats de deux projets portant sur la fission nucléaire
Deux grands projets de gestion de déchets nucléaires financés par l'UE ont permis aux chercheurs d'atteindre un consensus sur plusieurs points essentiels relatifs à la durabilité chimique des déchets vitrifiés et du carburant nucléaire utilisé. Il s'agit de GLAMOR («Critical evaluation of the dissolution mechanisms of high level nuclear waste glasses in conditions of relevance for geological disposal») et de MICADO («Model uncertainty for the mechanism of dissolution of spent fuel in a nuclear waste repository»). Ils visent tous deux à étudier les incertitudes sur les procédures de modélisation prédictive et descriptive et à décrire les processus de dissolution des conteneurs de déchets nucléaires et de combustibles nucléaires utilisés dans un dépôt pendant plusieurs périodes géologiques. Ces deux projets ont ouvert la voie dans le domaine de la recherche en utilisant un ensemble de données expérimentales et de modèles déjà existants. L'élimination géologique (à savoir l'isolation dans des formations géologiques profondes) est la solution actuelle à long terme la plus sûre préconisée pour les déchets nucléaires à vie longue. Dans le monde entier, on s'intéresse beaucoup aux déchets hautement radioactifs provenant du combustible nucléaire usé rejeté par les centrales nucléaires, car il constitue près de 98% de la radioactivité générée par ces centrales. Ces déchets hautement radioactifs peuvent se trouver sous forme vitrifiée dans les pays recourant aux options de retraitement. Le combustible usé peut également être considéré comme une forme de déchet. Les sites d'enfouissement potentiels en Europe, dans les formations de granite, d'argile ou de sel, sont stables depuis des dizaines de millions d'années et se caractérisent par un débit souterrain très lent. Jusqu'à présent, les chercheurs se sont concentrés sur le développement de bases de données expérimentales pour stimuler l'interaction à long terme des nappes phréatiques et de différents types de déchets nucléaires vitrifiés et de combustible nucléaire, dont du verre de composition similaire à celui produit dans les centrales de retraitement et de vitrification de La Hague, en France ou de Sellafield, au Royaume-Uni. Le projet GLAMOR, qui a duré de 2002 à 2006, était financé à hauteur de 232 351 euros par la Commission européenne dans le cadre du domaine thématique Énergie nucléaire du cinquième programme-cadre (5e PC) de la Communauté européenne de l'énergie atomique (Euratom). Des scientifiques de France et de Belgique ont uni leurs forces pour évaluer les principales hypothèses et incertitudes des modèles de dissolution de déchets nucléaires vitrifiés dans les systèmes hydriques sans matériaux d'enfouissement, tels que la bentonite et les produits de corrosion métallique. Un taux de dissolution résiduelle pour les déchets nucléaires vitrifiés dans l'eau pure a été accepté. Ce taux de dissolution résiduelle «final» est très important pour l'évaluation de la fonction de barrage et la durée de vie du verre, car il est 10 000 fois inférieur au taux de dissolution initial. On peut envisager une durée de vie de plus ou moins 100 000 ans pour les blocs de déchets hautement radioactifs vitrifiés dans de tels environnements. Les scientifiques du projet ont également découvert que le taux de dissolution résiduel devrait être considéré dans les calculs d'évaluation de la sécurité pour un site d'enfouissement géologique. L'étape de diminution du taux de dissolution précédant le taux de dissolution résiduel peut s'expliquer par plusieurs mécanismes compris dans les modèles. Les simulations de modèles ne permettent pas d'établir de conclusions sur le mécanisme le plus dominant; mais la comparaison a offert une idée claire des principaux problèmes émergeant lors de l'interprétation des résultats, et a mis en avant les faiblesses des modèles conceptuels fondamentaux. Le projet MICADO se base sur les travaux des chercheurs de GLAMOR. MICADO a reçu 1,3 million d'euros de la Commission européenne dans le cadre du domaine thématique Gestion des déchets radioactifs du sixième programme-cadre (6e PC) du Traité de la Communauté européenne de l'énergie atomique (Euratom), et s'étendait de 2007 à 2010. Des scientifiques de Belgique, de France, d'Allemagne, d'Espagne, de Suède, de Suisse et du Royaume-Uni d'agences européennes de gestion de déchets, d'organisations techniques actives dans le soutien des réglementations, d'universités et d'organisations de recherche ont étudié la compréhension actuelle du comportement de combustible usé dans des conditions d'évacuation. L'équipe a analysé les connaissances expérimentales actuelles, les conditions de limites hydrogéologiques et les connaissances actuelles des processus physico-chimiques contrôlant l'émission de radionucléides, un atome doté d'un noyau instable, afin d'identifier les principaux points d'incertitude. Des analyses d'incertitude séparées ont été menées pour l'évolution de combustible utilisé: pour les premiers milliers d'années, alors que le conteneur est intact; et pour les centaines de milliers d'années suivantes, une période qui serait caractérisée par des conditions d'hydrogène saturé avec un taux d'hydrogène émis suite à la corrosion du conteneur pour de longues périodes et des conditions de concentrations d'hydrogène réduites. L'équipe a découvert que les incertitudes sur la surface du combustible utilisé exposé aux solutions, un facteur très important lorsqu'il s'agit du calcul de taux de dissolution, pourraient être réduites. L'analyse de grands ensembles de données et de modèles de dissolution de matrice montre que la matrice UO2 de combustible utilisé peut servir de barrière d'isolement efficace pour des dizaines de milliers ou de millions d'années. Quelques pourcents des inventaires de césium et d'iode ne sont pas associés à la matrice dUO2, et ces fractions peuvent être libérées au contact de l'eau. Ces fractions sont plus faibles par rapport aux suppositions antérieures. Les scientifiques espèrent que les résultats des deux projets mèneront à davantage de travaux dans ce domaine.Pour de plus amples informations, consulter: European Nuclear Society: http://www.euronuclear.org/
Pays
Belgique, Suisse, Allemagne, Espagne, France, Suède, Royaume-Uni