234
Radioprotection et ingénierie nucléaire
Plus largement, la détermination de l’inventaire radiologique des matériaux irradiés
permet aussi d’évaluer leur activité (figure 8.7), leur radiotoxicité, leur chaleur résiduelle
ainsi que l’échauffement associé aux rayonnements émis qui induisent le phénomène de
radiolyse (Lemaignan, 2004). Les valeurs de ces grandeurs physiques concourent à classer
les déchets radioactifs, à dimensionner les installations et les containers devant les
confiner de manière efficace.
Une tonne de combustible oxyde d’uranium irradié contient les quantités indiquées dans
le tableau 8.18 (Baetsle, 1992 ; CESEN, 1999).
8.3.1. Classement des déchets radioactifs
Les déchets radioactifs sont répartis en trois catégories A, B et C en fonction de la période
radioactive des isotopes qu’ils contiennent et de la nature du rayonnement émis
(Tableaux 8.19 et 8.20). On considère qu’une activité est faible si elle est inférieure à
3,7 × 10 7 Bq>m –3 . Si l’activité est de l’ordre 3,7 × 10 16 Bq>m –3 , alors on parle de haute
activité. (Lefèvre, 1986).
Les produits de fission à vie longue (PFVL) sont indiqués dans le tableau 8.21:
8.3.2. Formation du tritium
Cet élément possède plusieurs voies de formation dans un réacteur nucléaire REP. Les
principales sont la fission et les réactions nucléaires induites par les neutrons sur les
composés borés et lithiés présents (barre de contrôle, par exemple ; Brissaud, 1978) :
10 B (n, 2α) 3 H
6 Li (n, α) 3 H
7 Li (n, nα) 3 H
11 B (n, 9 Be) 3 H
Fission ternaire directe (rendement ~ 10 –4 atome par fission).
Formation par fission ternaire du 6 He → 6 Li → 3 H par réaction (n, 3 H) sur 6 Li.
Pour un combustible UO 2 , irradié à 33 000 MWj>t –1 , refroidi 3 ans, l’activité tritium est
évaluée à environ 1,5 × 10 13 Bq par tonne d’uranium métal.
Dans un réacteur de la filière UNGG, le tritium est formé dans le modérateur en graphite
à partir des impuretés de lithium présentes.
Tableau 8.18. Composition massique d’un combustible d’oxyde d’uranium
irradié à 33 000 MWj> > >
> t –1 .
Éléments
Masse
Uranium
955 kg
Plutonium
10 kg
Produits de fission
30 kg
Actinides mineurs
0,8 kg
Radioprotection et ingénierie nucléaire
Plus largement, la détermination de l’inventaire radiologique des matériaux irradiés
permet aussi d’évaluer leur activité (figure 8.7), leur radiotoxicité, leur chaleur résiduelle
ainsi que l’échauffement associé aux rayonnements émis qui induisent le phénomène de
radiolyse (Lemaignan, 2004). Les valeurs de ces grandeurs physiques concourent à classer
les déchets radioactifs, à dimensionner les installations et les containers devant les
confiner de manière efficace.
Une tonne de combustible oxyde d’uranium irradié contient les quantités indiquées dans
le tableau 8.18 (Baetsle, 1992 ; CESEN, 1999).
8.3.1. Classement des déchets radioactifs
Les déchets radioactifs sont répartis en trois catégories A, B et C en fonction de la période
radioactive des isotopes qu’ils contiennent et de la nature du rayonnement émis
(Tableaux 8.19 et 8.20). On considère qu’une activité est faible si elle est inférieure à
3,7 × 10 7 Bq>m –3 . Si l’activité est de l’ordre 3,7 × 10 16 Bq>m –3 , alors on parle de haute
activité. (Lefèvre, 1986).
Les produits de fission à vie longue (PFVL) sont indiqués dans le tableau 8.21:
8.3.2. Formation du tritium
Cet élément possède plusieurs voies de formation dans un réacteur nucléaire REP. Les
principales sont la fission et les réactions nucléaires induites par les neutrons sur les
composés borés et lithiés présents (barre de contrôle, par exemple ; Brissaud, 1978) :
10 B (n, 2α) 3 H
6 Li (n, α) 3 H
7 Li (n, nα) 3 H
11 B (n, 9 Be) 3 H
Fission ternaire directe (rendement ~ 10 –4 atome par fission).
Formation par fission ternaire du 6 He → 6 Li → 3 H par réaction (n, 3 H) sur 6 Li.
Pour un combustible UO 2 , irradié à 33 000 MWj>t –1 , refroidi 3 ans, l’activité tritium est
évaluée à environ 1,5 × 10 13 Bq par tonne d’uranium métal.
Dans un réacteur de la filière UNGG, le tritium est formé dans le modérateur en graphite
à partir des impuretés de lithium présentes.
Tableau 8.18. Composition massique d’un combustible d’oxyde d’uranium
irradié à 33 000 MWj> > >
> t –1 .
Éléments
Masse
Uranium
955 kg
Plutonium
10 kg
Produits de fission
30 kg
Actinides mineurs
0,8 kg