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L'analyse de sécurité du stockage géologique

Lorsqu'il est question de traiter le combustible nucléaire usé, le stockage géologique est la méthode préférée dans certains pays. Des scientifiques financés par l'UE ont développé des modèles réalistes des effets de la dissolution en surface du combustible nucléaire usé pouvant réduire les incertitudes et améliorer la sécurité des dépôts souterrains profonds.
L'analyse de sécurité du stockage géologique
Ils ont particulièrement étudié et collecté de nombreuses informations sur l'interaction complexe solide-fluide entre les matériaux radioactifs et la nappe phréatique naturelle entrant dans les citernes de combustible usé. Cependant, de nombreuses questions restent encore sans réponse. Par exemple, la façon de traduire les expériences de laboratoire dans un environnement réel de dépôt.

Les scientifiques ont initié le projet «Reducing uncertainty in performance prediction» (REDUPP), financé par l'UE, pour répondre à deux aspects de cette question. L'équipe a étudié comment les résultats d'expériences de dissolution relativement à court-terme pouvaient être extrapolés à très long terme au processus de dépôt. Ils ont également étudié des traces trouvées dans la nappe phréatique naturelle.

Le combustible nucléaire usé est composé principalement d'oxyde d'uranium (UO2), doté d'une structure de type fluorite. La recherche de REDUPP s'est concentrée autour d'une série de matériaux ayant une structure fluorite similaire, dont l'oxyde de cérium et du fluorure de calcium. L'équipe a mené des expériences de laboratoire étendues sur la dissolution en utilisant des échantillons en fragments ou en poudre contenant des arêtes vives et des défauts. Les fragments s'arrondissaient pendant la dissolution.

L'un des objectifs du projet était de déterminer l'influence de cette modification progressive de la surface de l'échantillon sur le taux de dissolution. Les scientifiques de REDUPP ont intégré les résultats de l'expérience à une modélisation informatique pour développer un modèle théorique de l'interaction entre la structure solide en surface avec l'eau pendant la dissolution du combustible nucléaire usé dans la nappe phréatique.

L'effet de la présence de traces a été étudié sur de l'eau souterraine réelle dans des expériences de dissolution menées avec du UO2. Les expériences précédentes utilisaient de l'eau souterraine synthétique dont la composition chimique différait de celle de l'eau souterraine naturelle. Le manque de tous les éléments chimiques présents dans les eaux naturelles générait une incertitude non négligeable lors de modélisations antérieures devant être réduites.

Certains des matériaux utilisés ayant une très faible solubilité, les analyses des solutions devaient être prudentes et précises. Le projet a obtenu des données analytiques très spécifiques par la spectroscopie de masse à plasma à couplage inductif. Un autre résultat du projet REDUPP est l'amélioration de bases de données concernant la dissolution de combustible usé.

Les résultats du projet REDUPP intéressent aussi bien les départements de recherche du monde entier que les parties prenantes de l'industrie de la gestion des déchets nucléaires. De telles collaborations devraient avoir un impact important non seulement sur le problème de base qu'est la manière avec laquelle la structure de surface solide agit sur la dissolution, mais également sur la réduction des incertitudes des évaluations de sécurité des dépôts.

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Thèmes

Nuclear Fission

Mots-clés

Stockage géologique, combustible nucléaire usé, processus de dissolution, dépôts souterrains, nappe phréatique