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Les procédés de traitement du combustible nucléaire usé connaissent de nouveaux progrès technologiques. L’ÅF suédois a participé à des projets de recherche en Allemagne qui simplifient le processus.

Aujourd’hui, le retraitement du combustible nucléaire usé utilise de l’uranium et du plutonium, qui peuvent être utilisés pour produire ce qu’on appelle le combustible Mox. Il peut être réutilisé dans les réacteurs actuels.

D’autres substances radioactives à vie longue provenant du combustible nucléaire usé ne peuvent pas être traitées dans les réacteurs en service aujourd’hui. Il doit être stocké sur une longue période, au moins 100 000 ans – tout comme le combustible nucléaire usé, qui est stocké directement.

La prochaine génération de réacteurs nucléaires, la génération 4, peut traiter des matériaux à plus longue durée de vie dans le combustible.

– Le concept est de trouver un chemin alternatif vers le référentiel final. Le plus grand avantage est que vous pouvez mieux utiliser l’énergie du combustible, mais cela réduit également la durée de stockage du combustible usé. Ensuite, il faut choisir tout ce qui est durable. Nous aurons toujours besoin d’un référentiel final, mais pour une période plus courte, explique Daniel Magnusson du cabinet de conseil ÅF.

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Il a une formation de chercheur en chimie nucléaire à l’Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne et a récemment participé à un projet de recherche avec d’anciens collègues. L’objectif était de développer un procédé simplifié pour séparer les substances à vie longue du combustible nucléaire usé.

– Nous essayons de montrer que cela fonctionne à petite échelle. Il s’agit encore de recherche fondamentale. Mais les réacteurs de génération 4 ne sont pas encore prêts non plus, précise Daniel Magnusson.

Aujourd’hui, l’uranium et le plutonium sont séparés par ce qu’on appelle l’extraction liquide-liquide, un processus chimique en plusieurs étapes. Le combustible nucléaire est dissous dans une solution aqueuse acide et l’uranium et le plutonium sont extraits à l’aide de molécules organiques. La méthode utilisée à La Hague est la plus reconnue et s’appelle Purex.

Cependant, de nouvelles méthodes sont en cours de développement, destinées aux réacteurs de quatrième génération. Des recherches sont menées depuis longtemps en Europe, notamment à Chalmers.

Dans un groupe de méthodes appelé Ganex, le plutonium n’est pas séparé en une seule étape, mais avec des substances telles que l’américium, le neptunium et le curium. Une des conséquences est que le matériel est plus difficile à manipuler, ce qui protège contre la distribution illégale.

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Deux types différents de molécules organiques ont été utilisés dans le procédé Ganex. Dans le projet auquel Daniel Magnusson a participé, l’objectif était de parvenir à une molécule.

– Vous pourrez alors, par exemple, réduire la pollution. Avec deux molécules, chacune extrayant séparément différents contaminants, le processus de purification devient plus compliqué, dit-il.

L’objectif était également de mettre au point un processus plus efficace permettant une concentration plus élevée de plutonium dans la solution.

Si toutes les substances durables peuvent être séparées et utilisées dans un nouveau combustible, il restera des produits de fission qui devront être éliminés pendant environ 1 000 ans au lieu de 100 000 ans. La nécessité d’extraire l’uranium des mines est réduite lorsque le cycle du combustible nucléaire est fermé.

Aujourd’hui, la plupart des pays ont choisi de mettre en décharge directement le combustible usé. Tant que le prix de l’uranium est bas, il est moins cher et est considéré comme plus sûr. Sellafield, au Royaume-Uni, est un exemple de fuites radioactives importantes.

– Toutefois, si l’on souhaite mieux utiliser l’énergie, le retraitement est la meilleure méthode, explique Daniel Magnusson.

D’autres méthodes de retraitement incluent les procédés pyrochimiques. Le carburant est dissous dans du sel fondu et les substances sont séparées par tension électrique. Cependant, ces méthodes en sont encore au stade de la recherche et ne sont pas utilisées commercialement.