“reuss” — 2007/1/9 — 17:32 — page 115 — #129
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4 - Perspectives de l’énergie nucléaire
115
Les masses exactes ne sont pas connues mais sont vraisemblablement, de chaque côté,
au moins de l’ordre de 500 tonnes d’uranium hautement enrichi en isotope 235 (HEU :
hightly enriched uranium
5 ) et de 50 tonnes de plutonium de qualité militaire très peu
chargé en isotopes 240 et au-delà (WPu : weapon grade plutonium
6 ). Comme il faut à peu
près 20 kilogrammes de HEU ou 5 kilogrammes de WPu pour une explosion nucléaire,
cela correspond respectivement à environ 25 000 et 10 000 têtes nucléaires.
Ces matières peuvent être recyclées dans n’importe quel réacteur civil et produire ainsi
de l’énergie. Un accord en ce sens a été signé dès 1993 par les États-Unis et la Russie. Il a
été complété en 2000 par un accord prévoyant la destruction de 34 tonnes de plutonium
militaire de part et d’autre.
Pour l’uranium très enrichi, il suffit de le diluer en proportions adéquates avec de
l’uranium naturel pour le rendre impropre à tout usage explosif — en éliminant ainsi
le risque d’un détournement — et constituer le combustible d’un réacteur parfaitement
identique au combustible usuel.
Pour le plutonium, l’idée est de l’utiliser pour fabriquer du MOX. Simplement, comme
la qualité de ce plutonium est meilleure que celle du plutonium usuellement utilisé dans
le MOX
7 , il faut ré-optimiser les concentrations. Après irradiation, ce plutonium aura en
partie été consommé et ce qui restera dans le combustible irradié aura une composition
isotopique similaire à celle des MOX usuels irradiés et sera devenu impropre à un usage
explosif
8 .
Ce recyclage ne présente donc pas de difficulté particulière, hormis une surveillance
sans défaut des matières sensibles. Il faut toutefois noter que ce type d’opérations ne peut
être entrepris que progressivement pour ne pas trop perturber le marché mondial de l’uranium. Pour fixer les idées, notons que les masses que nous avons évoquées (disons environ
1 100 tonnes de matière fissile pure) correspondent à 240 000 tonnes d’uranium naturel
9 ,
ce qui est l’équivalent de sept années de production au rythme actuel (35 000 tonnes par
an).
L’étude du procédé SILVA
Même un recyclage complet du plutonium dans les réacteurs à eau ne conduit pas à
une réduction de plus de quelques dizaines de pour cent de la consommation d’uranium
enrichi, donc de celle d’uranium naturel et de travail d’enrichissement. C’est dire que tout
progrès possible dans cette dernière voie reste utile.
La France (par le CEA), après les États-Unis, s’est ainsi intéressée, à partir de 1985, aux
procédés d’enrichissement par laser. La voie la plus prometteuse, celle en tout cas qui a été
choisie en France, est celle du procédé SILVA (séparation isotopique par laser en vapeur
5 Plus de 90 % d’uranium 235.
6 Moins de 6 % de plutonium 240.
7 Assez chargé en isotopes supérieurs, puisque issu du retraitement d’un combustible fortement irradié.
8 Deux accords franco-russes, AIDA (programme d’aide au démantèlement des armes nucléaires de la Russie)
1, signé en 1992, et AIDA-MOX 2, signé en 1998, ce dernier impliquant aussi l’Allemagne, ont permis d’étudier
les modalités techniques. Les États-Unis ont aussi lancé des études : rappelons qu’une irradiation expérimentale
de quatre assemblages MOX à plutonium d’origine militaire démarre en 2005 dans la centrale américaine de
Catawba.
9 Le calcul se fait en prenant une teneur de 0,71 % en masse en isotope 235 dans le minerai et de 0,25 %
environ dans l’uranium appauvri rejeté par l’usine de séparation isotopique.
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4 - Perspectives de l’énergie nucléaire
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Les masses exactes ne sont pas connues mais sont vraisemblablement, de chaque côté,
au moins de l’ordre de 500 tonnes d’uranium hautement enrichi en isotope 235 (HEU :
hightly enriched uranium
5 ) et de 50 tonnes de plutonium de qualité militaire très peu
chargé en isotopes 240 et au-delà (WPu : weapon grade plutonium
6 ). Comme il faut à peu
près 20 kilogrammes de HEU ou 5 kilogrammes de WPu pour une explosion nucléaire,
cela correspond respectivement à environ 25 000 et 10 000 têtes nucléaires.
Ces matières peuvent être recyclées dans n’importe quel réacteur civil et produire ainsi
de l’énergie. Un accord en ce sens a été signé dès 1993 par les États-Unis et la Russie. Il a
été complété en 2000 par un accord prévoyant la destruction de 34 tonnes de plutonium
militaire de part et d’autre.
Pour l’uranium très enrichi, il suffit de le diluer en proportions adéquates avec de
l’uranium naturel pour le rendre impropre à tout usage explosif — en éliminant ainsi
le risque d’un détournement — et constituer le combustible d’un réacteur parfaitement
identique au combustible usuel.
Pour le plutonium, l’idée est de l’utiliser pour fabriquer du MOX. Simplement, comme
la qualité de ce plutonium est meilleure que celle du plutonium usuellement utilisé dans
le MOX
7 , il faut ré-optimiser les concentrations. Après irradiation, ce plutonium aura en
partie été consommé et ce qui restera dans le combustible irradié aura une composition
isotopique similaire à celle des MOX usuels irradiés et sera devenu impropre à un usage
explosif
8 .
Ce recyclage ne présente donc pas de difficulté particulière, hormis une surveillance
sans défaut des matières sensibles. Il faut toutefois noter que ce type d’opérations ne peut
être entrepris que progressivement pour ne pas trop perturber le marché mondial de l’uranium. Pour fixer les idées, notons que les masses que nous avons évoquées (disons environ
1 100 tonnes de matière fissile pure) correspondent à 240 000 tonnes d’uranium naturel
9 ,
ce qui est l’équivalent de sept années de production au rythme actuel (35 000 tonnes par
an).
L’étude du procédé SILVA
Même un recyclage complet du plutonium dans les réacteurs à eau ne conduit pas à
une réduction de plus de quelques dizaines de pour cent de la consommation d’uranium
enrichi, donc de celle d’uranium naturel et de travail d’enrichissement. C’est dire que tout
progrès possible dans cette dernière voie reste utile.
La France (par le CEA), après les États-Unis, s’est ainsi intéressée, à partir de 1985, aux
procédés d’enrichissement par laser. La voie la plus prometteuse, celle en tout cas qui a été
choisie en France, est celle du procédé SILVA (séparation isotopique par laser en vapeur
5 Plus de 90 % d’uranium 235.
6 Moins de 6 % de plutonium 240.
7 Assez chargé en isotopes supérieurs, puisque issu du retraitement d’un combustible fortement irradié.
8 Deux accords franco-russes, AIDA (programme d’aide au démantèlement des armes nucléaires de la Russie)
1, signé en 1992, et AIDA-MOX 2, signé en 1998, ce dernier impliquant aussi l’Allemagne, ont permis d’étudier
les modalités techniques. Les États-Unis ont aussi lancé des études : rappelons qu’une irradiation expérimentale
de quatre assemblages MOX à plutonium d’origine militaire démarre en 2005 dans la centrale américaine de
Catawba.
9 Le calcul se fait en prenant une teneur de 0,71 % en masse en isotope 235 dans le minerai et de 0,25 %
environ dans l’uranium appauvri rejeté par l’usine de séparation isotopique.