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Roger BRISSOT
19.7.1. TRANSMUTATION DES PRODUITS DE FISSION
Le refroidissement du combustible irradié pendant une durée de 5 ans après le
déchargement du réacteur permet la décroissance de tous les produits de fission à
vie courte vers des isotopes stables. Concernant les produits de fission, seule subsiste ensuite la radioactivité des isotopes mentionnés au tableau V, auxquels il faut
rajouter quelques produits d’activation, notamment
93 Zr formé par capture neutronique sur le zirconium des gaines de combustible.
L’intérêt d’un recours à la transmutation peut se quantifier à l’aide des trois critères
suivants :
la vitesse de transmutation. Elle doit correspondre à des temps d’irradiation compatibles avec les durées des cycles de réacteurs, et à des temps de disparition du
produit à transmuter nettement plus courts que la période naturelle de l’isotope
en question ;
la quantité de produit que l’on peut introduire dans un réacteur sans perturber ni
sa stabilité dans le temps, ni les coefficients de sûreté. Compte tenu de ces impératifs, il faut alors que les quantités transmutées soient supérieures à celles générées, pendant le même temps, par le fonctionnement du réacteur ;
les produits résiduels éventuels. L’irradiation d’un élément en vue de la transmutation de l’un de ces isotopes peut conduire à la formation d’autres produits radioactifs indésirables.
Le premier critère élimine les produits de fission de durée de vie intermédiaire,
90 Sr
et
137 Cs, de la liste des candidats à la transmutation : leur très faible section efficace
de capture neutronique induit des temps de transmutation supérieurs à leur période
radioactive. Un conditionnement et un stockage sur une durée de 300 ans environ
sont incontournables pour ces deux isotopes, ce qui ne pose d’ailleurs pas de problèmes technologiques particuliers.
Parmi tous les produits de fission à vie longue du tableau V, seuls
99 Tc et
129 I satisfont l’ensemble des critères précédents. Les autres noyaux, notamment
135 Cs et
93 Zr, sont produits en même temps qu’une grande quantité d’isotopes stables, risquant de devenir radioactifs sous l’effet de l’irradiation, tels
133 Cs et six isotopes
du zirconium. En conséquence, la transmutation de
135
Cs et
93 Zr nécessiterait une
séparation isotopique préalable, d’un coût économique considérable. Un rapport
de l’office parlementaire des choix scientifiques [5] présente un excellent travail de
synthèse sur le sujet.
19.7.2. INCINÉRATION DES ACTINIDES
La masse des produits à gérer dans l’aval du cycle nucléaire n’est pas le bon indicateur des priorités à accorder aux différents isotopes. On préfère définir, pour chaque
isotope, sa radiotoxicité. Cette quantité fait intervenir la radioactivité de l’isotope,
Roger BRISSOT
19.7.1. TRANSMUTATION DES PRODUITS DE FISSION
Le refroidissement du combustible irradié pendant une durée de 5 ans après le
déchargement du réacteur permet la décroissance de tous les produits de fission à
vie courte vers des isotopes stables. Concernant les produits de fission, seule subsiste ensuite la radioactivité des isotopes mentionnés au tableau V, auxquels il faut
rajouter quelques produits d’activation, notamment
93 Zr formé par capture neutronique sur le zirconium des gaines de combustible.
L’intérêt d’un recours à la transmutation peut se quantifier à l’aide des trois critères
suivants :
la vitesse de transmutation. Elle doit correspondre à des temps d’irradiation compatibles avec les durées des cycles de réacteurs, et à des temps de disparition du
produit à transmuter nettement plus courts que la période naturelle de l’isotope
en question ;
la quantité de produit que l’on peut introduire dans un réacteur sans perturber ni
sa stabilité dans le temps, ni les coefficients de sûreté. Compte tenu de ces impératifs, il faut alors que les quantités transmutées soient supérieures à celles générées, pendant le même temps, par le fonctionnement du réacteur ;
les produits résiduels éventuels. L’irradiation d’un élément en vue de la transmutation de l’un de ces isotopes peut conduire à la formation d’autres produits radioactifs indésirables.
Le premier critère élimine les produits de fission de durée de vie intermédiaire,
90 Sr
et
137 Cs, de la liste des candidats à la transmutation : leur très faible section efficace
de capture neutronique induit des temps de transmutation supérieurs à leur période
radioactive. Un conditionnement et un stockage sur une durée de 300 ans environ
sont incontournables pour ces deux isotopes, ce qui ne pose d’ailleurs pas de problèmes technologiques particuliers.
Parmi tous les produits de fission à vie longue du tableau V, seuls
99 Tc et
129 I satisfont l’ensemble des critères précédents. Les autres noyaux, notamment
135 Cs et
93 Zr, sont produits en même temps qu’une grande quantité d’isotopes stables, risquant de devenir radioactifs sous l’effet de l’irradiation, tels
133 Cs et six isotopes
du zirconium. En conséquence, la transmutation de
135
Cs et
93 Zr nécessiterait une
séparation isotopique préalable, d’un coût économique considérable. Un rapport
de l’office parlementaire des choix scientifiques [5] présente un excellent travail de
synthèse sur le sujet.
19.7.2. INCINÉRATION DES ACTINIDES
La masse des produits à gérer dans l’aval du cycle nucléaire n’est pas le bon indicateur des priorités à accorder aux différents isotopes. On préfère définir, pour chaque
isotope, sa radiotoxicité. Cette quantité fait intervenir la radioactivité de l’isotope,