Les déchets radioactifs alimenteront la prochaine génération de réacteurs
La radioactivité des déchets nucléaires est, par nature, le résultat de la quantité importante d'énergie utilisable présente dans les matériaux fissiles. Le recyclage et la transmutation des actinides mineurs est une étape importante vers la mise en œuvre d'un cycle complètement fermé pour les combustibles. Le projet FAIRFUELS (Fabrication, irradiation and reprocessing of fuels and targets for transmutation), financé par l'UE, a travaillé sur le développement de combustibles innovants basés sur le recyclage des déchets nucléaires par ré-irradiation dans les réacteurs de prochaine génération avec un objectif de durabilité. En augmentant le recyclage et la transmutation des déchets nucléaires, où des actinides mineurs de haut niveau à longue durée de vie sont transformés en matériaux stables ou éphémères, le projet FAIRFUELS contribue à réduire le volume et le danger que représentent les déchets radioactifs. Les réacteurs rapides font partie des systèmes d'énergie nucléaire de 4e génération reconnus par la plateforme technologique européenne pour l'énergie nucléaire durable (SNETP) comme priorité clé de la recherche nucléaire. Ils visent à considérablement réduire la consommation de ressources en uranium et à libérer la radioactivité restante à long terme des déchets nucléaires par transmutation. L'expérience MARIOS sur la transmutation de l'américium pour collecter des données sur les combustibles irradiés à différentes températures et porosités a été conduite avec succès. Son objectif était d'étudier de manière plus précise le comportement des cibles d'actinides mineurs dans une matrice d'oxyde d'uranium et de comparer les combustibles denses avec des combustibles de porosité adaptée. Dans ces cibles, de grosses quantités d'hélium sont produites, entraînant une dilatation et des dommages significatifs sur le matériau en cours d'irradiation. Un autre test conduit dans le cadre du projet FAIRFUELS a été l'expérience d'irradiation SPHERE, conçue pour comparer l'américium sous forme de granulés classiques et de combustible sphere-pac. Les combustibles sphere-pac chargés en actinides mineurs impliquent des processus de fabrication plus simples, sans poussière, qui sont absolument nécessaires pour réduire le risque de contamination. Les tests d'irradiation ont été conduits dans le réacteur à flux élevé de Petten, aux Pays-Bas. L'expérience HELIOS a été conçue pour étudier le comportement empilé des matrices de combustible inerte et des cibles contenant de l'américium. L'attention s'est portée sur l'étude du rôle joué par l'américium sur la microstructure et la température des rejets d'hélium gazeux, ainsi que sur la dilatation du combustible. La compréhension des mécanismes de rejets gazeux est essentielle pour optimiser le rendement de la transmutation. Les résultats du projet FAIRFUELS devraient contribuer de manière significative au problème des déchets nucléaires radioactifs par recyclage d'une partie des composants les plus dangereux présentant un risque pour de longues durées. La transmutation en substances moins dangereuses par irradiation pourrait également être utilisée dans les incinérateurs de déchets nucléaires actuels ainsi que dans les réacteurs nucléaires futurs. Il s'agit là de pistes importantes vers un cycle fermé des combustibles nucléaires permettant une meilleure durabilité et un impact environnemental réduit.
Mots‑clés
Radioactif, réacteurs de prochaine génération, déchets nucléaires, transmutation, actinides mineurs, FAIRFUELS
