L'énergie nucléaire est l'une des sources d'énergie les plus puissantes. Cependant, son utilisation entraîne la génération de déchets nucléaires. De plus, les déchets radiologiques sont dangereux d'un point de vue sanitaire et présentent le problème de ne pas disparaître en centaines de milliers d’ans.
Pour cette raison, il convient d'avoir une solution de gestion pour la protection des générations futures. Habituellement, les matières et déchets radioactifs produits se retrouvent dans un site de stockage géologique après un certain processus.
Nous définissons les déchets nucléaires comme toute matière dérivée de l'utilisation de l'énergie nucléaire contenant des isotopes radioactifs dont la réutilisation n'est pas prévue. La plupart des déchets nucléaires générés proviennent du combustible nucléaire usé dans les centrales nucléaires.
Cependant, d'autres activités humaines génèrent des déchets radioactifs, par exemple dans les centres médicaux, les installations de recherche nucléaire et certains secteurs industriels.
De nombreux déchets nucléaires n'ont été reconnus comme toxiques que de nombreuses années après leur apparition dans l'histoire de l'industrie. De plus, cette reconnaissance est souvent intervenue après de graves urgences environnementales, grâce à la pression de l'opinion publique.
Avec les premières centrales nucléaires, les ingénieurs ont mis en place des solutions de traitement des déchets nucléaires. Cependant, beaucoup plus tôt, à la fin du boom économique, un plus grand alarmisme et une plus grande méfiance à l'égard de ces questions se sont développés parmi les gens.
Comment les déchets radioactifs sont-ils générés ?
Les principales sources de déchets nucléaires sont les suivantes :
-
Centrales nucléaires commerciales. Après les réactions nucléaires, le combustible nucléaire usé contient de grandes quantités d'uranium radioactif, de plutonium, de césium et de nombreux autres isotopes. De plus, le démantèlement d'une centrale nucléaire génère un nombre élevé d'éléments contaminés : sable, tuyaux, tiges de fer, etc.
-
Installations nucléaires d'extraction d'uranium et de traitement de combustible nucléaire.
-
La médecine nucléaire utilisée dans les hôpitaux génère une large gamme de déchets radioactifs légers. -
De nombreuses industries, telles que le pétrole et des centres de recherche spécifiques, produisent des déchets radioactifs légers.
-
Lors du développement des armes nucléaires et du combustible nucléaire réutilisable, des matières radioactives sont libérées qui ne peuvent être utilisées pour rien.
-
L'industrie de traitement des déchets radioactifs fournit également des déchets radioactifs.
Les déchets peuvent provenir d'une nature très différente :
-
Substances solides, par exemple barres de combustible usé, filtres, outils, terre et vêtements
-
Substances liquides telles que l'eau de refroidissement ou les solvants contenant des substances radioactives.
Comment sont éliminés les déchets radioactifs ?
La Commission européenne a recommandé d'unifier les critères de classification des types de déchets radioactifs selon le niveau de radioactivité. Pour cela, depuis le 1er janvier 2002, la proposition était la suivante :
Déchets nucléaires de transition
Ce sont généralement des déchets médicaux, qui se désagrègent pendant la période de stockage temporaire. Par la suite, ils peuvent être gérés comme des déchets non radioactifs.
Déchets de faible et moyenne activité
Les déchets de faible activité génèrent une faible énergie calorifique. À son tour, il est classé en déchets d’activité à vie longue ou à vie courte:
-
Déchets à vie courte contaminés dont la demi-vie est inférieure ou égale à 30 ans. Ils restent complètement inactifs au bout de 300 ans.
-
Les déchets à vie longue contiennent des émetteurs de particules alpha et des radionucléides en fortes concentrations avec une période radioactive de plus de 30 ans.
Les déchets nucléaires de moyenne activité de vie longue (MA-VL) sont générés par des radionucléides libérés en petites quantités lors du processus de fission. Ces quantités sont bien inférieures à celles jugées dangereuses pour la sécurité et la protection des personnes.
Les éléments radioactifs contenus dans ces sous-produits sont séparés par un traitement particulier. Par la suite, les déchets résultants sont déposés dans des cylindres en acier se solidifiant avec du goudron, des résines ou du ciment.
Les déchets nucléaires faiblement radioactifs (vêtements, outils, etc.) sont pressés et mélangés avec du béton pour former un bloc solide. Ces éléments sont également placés dans des cylindres en acier dans des centres de stockage comme dans le cas précédent.
Déchets de haute activité
Les déchets nucléaires de haute activité ont une telle concentration de radionucléides que la génération thermique pendant le stockage et l'élimination doit être prise en compte. Ce type de déchets provient principalement du traitement et du conditionnement des combustibles usés. Ces résidus peuvent être actifs pendant des milliers d'années.
Le traitement de ce type de déchets s'effectue en trois étapes :
-
Stockage initial : une fois que le combustible d'une centrale nucléaire est épuisé, il est évacué. Le combustible usé est d'abord stocké dans une piscine d'eau à l'intérieur de l'usine. Cette action réduit la chaleur et crée la première barrière au rayonnement.
-
Entreposage intermédiaire : A ce stade, le combustible usé est entreposé entre 20 et 60 ans dans des piscines de désactivation ou des conteneurs secs. Ces conteneurs sont situés dans un entrepôt temporaire centralisé aménagé dans la même usine. D'autre part, ils peuvent également être stockés dans un entrepôt séparé à l'extérieur de l'usine.
-
Stockage définitif : Enfin, les déchets radioactifs sont entreposés dans un dépôt géologique profond. Cette solution de stockage est une option internationalement acceptée pour la gestion finale de ce type de déchets nucléaires. La France a construit le projet Cigéo afin d’y stocker les déchets radioactifs produits en France.
Risques liés aux déchets radioactifs
Les déchets radioactifs peuvent émettre de la chaleur et des rayonnements ionisants. Selon son intensité et sa nature, elle peut affecter les êtres vivants et la nature.
Risques des rayonnements ionisants
L'irradiation est le transfert d'énergie d'une matière radioactive à une autre sans contact physique. D'autre part, la contamination radioactive est la présence de matières radioactives sur toute surface, matière ou support, y compris les personnes.
Les rayonnements ionisants ne représentent aucun risque pour notre santé. Le rayonnement coexiste avec nous puisqu'il se trouve dans la nature. Cependant, une mauvaise utilisation des rayonnements ionisants peut avoir des effets néfastes sur la santé.
Depuis la découverte des rayons X et des éléments radioactifs, l'étude des effets biologiques des rayonnements ionisants connaît un essor permanent. La cause en était son utilisation croissante dans la médecine, la science, l'industrie et les utilisations pacifiques et militaires de l'énergie atomique.
Comment les tissus vivants sont-ils affectés par l'exposition aux radiations ?
L'énergie ionisante traversant les cellules vivantes donne naissance à des ions et des radicaux libres qui rompent les liaisons chimiques, provoquant des changements moléculaires. En principe, n'importe quelle partie de la cellule peut être altérée par les rayonnements ionisants. Cependant, l'ADN est la cible biologique la plus critique en raison de l'information génétique.
Une dose absorbée suffisamment élevée pour tuer un type de cellule en division suffirait à provoquer plusieurs lésions dans ses molécules d'ADN. De plus, les molécules d'ADN endommagées peuvent se transformer en mutations.
Si de graves dommages se produisent en raison de l'irradiation, la cellule mourra. Si le nombre de cellules mortes est faible, il n'y aura aucune conséquence puisque notre corps peut les reconstituer. Cependant, si le nombre de cellules tuées dans les tissus est élevé, un effet significatif se produira. Ces effets surviennent après une exposition à de fortes doses de rayonnement et sont connus sous le nom de réactions tissulaires.
Quels sont les effets de recevoir une exposition aux rayonnements?
Les premiers effets, ou les moins sévères, n'apparaissent qu'à partir de doses de 1 Gy (Gray). Une dose de cette ampleur ne peut être administrée qu'en cas d'accident radiologique. Généralement, ces premiers effets consistent en des vomissements, des rougeurs ou une peau superficielle. Lorsque les doses sont plus élevées, la diarrhée, la perte de cheveux et la stérilité peuvent se manifester.
La personne qui a reçu la plus forte dose de rayonnement était Hisashi Ouchi après un accident dans l'usine de Tokaimura.
Mais l'exposition aux radiations ne provoque pas toujours la mort cellulaire. À faibles doses, les dommages sont plus légers et impliquent généralement une altération de la molécule d'ADN - mutation génétique.