La gestion des déchets nucléaires est comprise comme l'ensemble des activités qui conduisent à leur réutilisation, leur disparition ou leur neutralisation et évacuation vers des lieux adaptés.
Le traitement de ces types de déchets doit être effectué en garantissant une sûreté à long terme.
Les déchets nucléaires de faible et moyenne activité sont ceux dont les principales particules radioactives ont une demi-vie inférieure ou égale à 30 ans.
La gestion des matières radioactives englobe toutes les tâches administratives et techniques nécessaires pour :
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la manip
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le traitement
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conditionnement
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transport de la centrale nucléaire à l'installation de stockage.
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le stockage
Ces actions doivent prendre en compte à la fois des facteurs économiques et de sécurité. L'un des accidents nucléaires les plus importants s'est produit à l'usine de traitement des déchets nucléaires de Tokaimura. Dans cet accident d'Hisashi Ouchi, un travailleur de l'usine a reçu la dose de rayonnement la plus élevée qu'un être humain ait jamais reçue.
La plupart de ce type de déchets provient de tous types d'installations nucléaires : d'une centrale nucléaire, de centres médicaux avec des programmes de radiothérapie ou de radiodiagnostic, et d'autres installations où l'énergie nucléaire est utilisée. Lors du démantèlement des centrales nucléaires, des déchets de haute activité mais aussi de faible et moyenne activité sont générés.
Dans le système nucléaire espagnol, ce processus est réglementé par le Conseil de sûreté nucléaire (CSN).
Comment s'effectue l'isolement des déchets nucléaires ?
L'isolement des déchets nucléaires est réalisé au moyen de l'interposition de barrières naturelles et artificielles entre les déchets radioactifs et l'être humain. Des barrières empêchent la fuite des radionucléides dans l'environnement.
L'objectif est de supprimer toutes les voies d'évacuation vers l'environnement, empêchant ou ralentissant la migration des radionucléides à travers les eaux souterraines vers la surface.
Les barrières naturelles sont constituées de formations géologiques diverses. Les barrières artificielles sont composées de matrices d'immobilisation, de murs en béton et d'argiles spéciales.
Les quatre barrières utilisées pour confiner les matières radioactives sont les suivantes :
Barrière chimique
La barrière chimique immobilise les déchets dans une matrice solide, stable et durable qui est inerte. Cette opération est connue sous le nom de conditionnement. Les matériaux les plus utilisés pour la matrice sont : le ciment, l'asphalte et les polymères. Ces matériaux comprennent les éléments chimiques du tableau périodique adaptés pour ne pas laisser passer les atomes radioactifs.
Barrière physique
La barrière physique est le conteneur où sont confinés les déchets nucléaires immobilisés, évitant ainsi leur contact avec l'extérieur et la dispersion éventuelle de matières radioactives. Les conteneurs sont des fûts métalliques, résistants à la corrosion et à haute conductivité de l'énergie thermique qui permet l'évacuation de la chaleur résiduelle.
Barrière d'ingénierie
D'un point de vue technique, cette barrière est constituée de structures, de blindages et de systèmes de stockage.
Barrière géologique
La barrière géologique est constituée par la formation géologique de la croûte terrestre où sont stockés les déchets nucléaires. Il doit être stable et étanche, empêchant ainsi la fuite d'éléments radioactifs dans l'environnement en cas de dépassement des trois barrières précédentes.
Qu'est-ce que le conditionnement des déchets radioactifs ?
Le conditionnement des déchets nucléaires est constitué d'une série de processus. Ces procédés vont de la production des déchets, jusqu'à leur stockage en fûts, après leur traitement et leur immobilisation.
Un résidu de faible et moyenne activité radioactive peut être divisé en deux parties.
Une partie de ces déchets nucléaires est décontaminée, contient la quasi-totalité du volume total des déchets d'origine et présente une faible activité radioactive. L'autre partie est une concentration de matières radioactives de faible volume et d'activité radioactive proche de celle des déchets nucléaires d'origine, qui se transforme en :
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Un produit solide, dans le cas des déchets nucléaires liquides.
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Un solide compact dans le cas des déchets nucléaires solides.
Quelles sont les phases de conditionnement ?
Le conditionnement se compose de trois phases :
Prétraitement
Lors du prétraitement, les déchets nucléaires sont classés (en fonction de leur activité radioactive, de leur demi-vie et de leur composition chimique), hachés, décontaminés et stockés pour la décroissance radioactive et le transport.
Traitement principal
Dans le traitement principal, le volume de déchets nucléaires est réduit et l'activité nucléaire est concentrée dans ledit volume réduit. De cette manière, la capacité de stockage des installations est optimisée.
Dans les déchets nucléaires liquides, le radionucléide est séparé de la solution où il est dissous par précipitation chimique, centrifugation, filtration, évaporation et échange d'ions, puis est concentré.
Les déchets nucléaires solides sont généralement compactés, ce qui permet d'obtenir de petites « pastilles » suffisamment résistantes pour empêcher leur expansion. Ces comprimés seront placés dans un récipient plus grand et immobilisés avec du ciment. Les déchets radioactifs organiques et biologiques solides et les liquides combustibles seront incinérés, immobilisant également leurs cendres avec du ciment.
Immobilisateur et emballage
Dans l'immobilisation et le conditionnement, tous les composants des déchets sont immobilisés au moyen de procédés de solidification (avec du ciment). De cette manière, le produit solide obtenu est chimiquement inerte, résistant au feu, stable aux rayonnements, insoluble dans l'eau et conducteur de chaleur résiduelle. Le produit solide et son contenant sont appelés colis et garantissent l'immobilité des radionucléides.