Éliminer la radioactivité des déchets nucléaires
Alors que l’Europe se détourne de l’énergie nucléaire, plusieurs pays procèdent au déclassement de leurs centrales et autres installations nucléaires. Il s’agit d’un processus complexe qui implique le démantèlement du réacteur, le retrait des matières radioactives et le nettoyage du site. Toutefois, pour que les déchets radioactifs puissent être éliminés en toute sécurité, certaines conditions doivent être remplies en vue de leur traitement. C’est là qu’intervient le projet PREDIS, financé par l’UE: il s’efforce de mettre au point des solutions sûres et éprouvées sur le plan industriel pour le traitement des déchets radioactifs, ce type de solution faisant encore cruellement défaut au secteur nucléaire. Un article publié sur le site «Innovation News Network» s’intéresse à la manière dont l’alignement des concepts de gestion des déchets radioactifs sur l’analyse du cycle de vie (ACV) pourrait favoriser la mise en place d’une solution durable. L’ACV est décrite comme «une méthode utilisée pour évaluer l’impact environnemental d’un produit tout au long de son cycle de vie, en englobant l’extraction et le traitement des matières premières, la fabrication, la distribution, l’utilisation, le recyclage et l’élimination finale». L’article se concentre sur les déchets métalliques radioactifs et sur leur décontamination. Une part importante des déchets métalliques radioactifs générés lors du déclassement d’une centrale est constituée de composants du réacteur externes au cœur, tels que les tuyaux de transport de chaleur et les tubes des échangeurs de chaleur, à la surface desquels des substances radioactives se sont déposées. Différents types de métaux sont utilisés dans la construction des centrales nucléaires, notamment l’acier inoxydable, l’acier au carbone et les alliages de nickel (Ni). «Dans un réacteur nucléaire, les métaux peuvent être contaminés de différentes manières, par exemple par le biais de la corrosion, des dommages induits par les radiations et de l’activation neutronique», rapporte l’article. «À l’intérieur des réacteurs nucléaires, la corrosion peut être due à l’exposition des métaux à des températures élevées, à de fortes pressions et aux produits chimiques corrosifs présents dans l’environnement du réacteur. Les produits de corrosion (PC) sont des éléments métalliques (cobalt, fer, nickel, etc.) libérés directement sous forme activée ou activés lorsqu’ils passent sous un flux de neutrons.» Les principaux PC responsables des débits de dose sont les isotopes radioactifs du cobalt, le cobalt-60 (60Co) et le cobalt-58 (58Co), ainsi que le chrome-51 (51Cr), le manganèse-54 (54Mn) et le fer-59 (59Fe). «Ces produits se trouvent dans les couches corrodées des éléments métalliques. Leur décontamination passe généralement par l’élimination des couches corrodées en surface, moyennant une attaque limitée de la base métallique.»
Une décontamination en deux étapes
Les méthodes de décontamination comprennent la décontamination à l’aide de réactifs chimiques, la décontamination par laser et l’électrocoagulation. Un des processus de décontamination impliquant l’usage de réactifs chimiques est appelé décontamination par oxydo-réduction chimique (CORD pour «chemical oxidation reduction decontamination»). Ce processus se déroule en deux étapes. «Lors de la première étape, l’ion permanganate (MnO4-) est utilisé pour oxyder la couche d’oxyde de chrome et libérer les ions chromate. Au cours de l’étape suivante, on ajoute de l’acide oxalique pour réduire les ions permanganate en ions Mn2+ aqueux et pour dissoudre la couche d’oxyde enrichie en Fe et en Ni de la surface des alliages.» Selon l’article, chaque étape dure de 3 à 6 heures et peut être répétée à plusieurs reprises. «Les solutions peuvent ensuite être traitées avec des résines échangeuses d’ions pour extraire les métaux dissous ou subir un processus de précipitation permettant de précipiter les métaux et de limiter le recours aux résines, ce qui permet une réduction supplémentaire de la quantité de déchets radioactifs.» Combiné à un chauffage par rayonnement ultraviolet, l’ajout de peroxyde d’hydrogène détruit l’acide oxalique restant. Sachant que la décontamination génère d’importants volumes de déchets liquides radioactifs dans le cadre du processus CORD, l’intégration des concepts de l’ACV pourrait contribuer à la mise en place d’une solution durable, selon l’article. Le projet PREDIS (PRE-DISposal management of radioactive waste) se terminera en août 2024. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet PREDIS
Mots‑clés
PREDIS, déchets radioactifs, métal, nucléaire, décontamination, réacteur, corrosion
