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RÉSUMÉ
Depuis plusieurs décennies, la solution de vitrification des déchets de haute activité et à vie longue, issus des opérations de traitement des combustibles nucléaires, a été retenue au niveau international. Les matrices à base de phases minérales et de verre présentent en effet des propriétés physico-chimiques de confinement et de performances indéniables. Citons une capacité d'incorporation importante, une capacité de densification et une bonne résistance à l'altération aqueuse. Ainsi, l’optimisation des matrices spécifiques de confinement concernant les actinides mineurs, l’iode et le césium conduit à des éléments significatifs de faisabilité de fabrication et de mise en forme, mais également de comportement à long terme, avec une forte diminution des vitesses de dissolution.
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Catherine FILLET : Direction de l'énergie nucléaire, centre de Saclay, CEA
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Nicolas DACHEUX : Professeur - Institut de chimie séparative de Marcoule (ICSM), Université Montpellier 2
INTRODUCTION
Dès la fin des années 1950, des solutions (phases minérales, verres) pour confiner les déchets ultimes de haute activité et à vie longue issus des opérations de traitement des combustibles nucléaires ont été envisagées. La vitrification de ces déchets de haute activité s'est imposée au niveau international dans les années 1980 et reste actuellement la solution de référence pour le conditionnement des déchets de haute activité en raison de la qualité de confinement et des performances de ce type de matrice (voir [BN 3 664]). Le choix de cette technologie repose sur :
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la capacité du verre à incorporer les éléments de la solution de produits de fission (environ trente éléments) ;
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la production de verre en grande quantité par fusion à des températures raisonnables (environ 1 100 oC) ;
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l'absence d'impact fort des dégâts d'irradiation produits par les désintégrations des radionucléides incorporés au sein du réseau vitreux sur les propriétés du verre.
En France, les recherches menées dans le cadre de la loi Bataille (loi du 30 décembre 1991 relative à la gestion des déchets nucléaires) ont inscrit le confinement de certains radionucléides de longue période au sein de matrices céramiques spécifiques dans un schéma de séparation poussée/conditionnement des radionucléides à vie longue, alternatif à la voie de référence séparation poussée/ transmutation.
Les études réalisées au sein du groupement de laboratoires NOMADE (nouveaux matériaux pour les déchets) associant le CEA, le CNRS, les universités, EDF, Areva NC ont démontré l'intérêt de plusieurs matériaux sur la base de plusieurs propriétés physico-chimiques d'intérêt . Parmi ces propriétés, on peut citer une capacité d'incorporation importante, une capacité de densification , une bonne résistance à l'altération aqueuse notamment à travers les phénomènes de dissolution et à l'irradiation .
À l'issue de la loi de 1991, la nouvelle loi du 28 juin 2006 sur la gestion des déchets nucléaires a réaffirmé la stratégie de séparation poussée des seuls actinides mineurs et leur transmutation dans des réacteurs de 4e génération (voir [BN 3 663]). Les études sur le développement des matrices de conditionnement spécifique ont donc été mises en veille à l'exception de celles relatives au confinement de l'iode dans une stratégie de construction, notamment à l'export, d'usines de traitement de combustibles sur des sites éloignés de la mer. Ces études sont cependant riches d'enseignement dans les domaines de la chimie et du comportement des matériaux.
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Conditionnement spécifique des produits de fission (I, Cs)Article inclus dans l'offre
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2. Conditionnement des actinides mineurs
Les trois actinides mineurs, formés lors du passage en réacteur de combustibles nucléaires, sont le neptunium, l'américium et, en moindre quantité, le curium. Alors que l'américium et le curium sont quasi essentiellement stabilisés à l'état trivalent, le neptunium présente plusieurs degrés d'oxydation stables (principalement IV, V et VI). Qu'il s'agisse d'actinides mineurs ou de produits de fission de longue période, la méthodologie considérée a consisté à tester plusieurs matériaux (familles de matériaux) sur la base de plusieurs propriétés d'intérêt. Pour ce faire, des éléments simulants (principalement les ions terre rare, le thorium et, dans une moindre mesure, l'uranium) ont été utilisés dans un premier temps. Pour les actinides, cette démarche a permis de proposer la sélection suivante de matériaux :
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la britholite :
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la solution solide monazite/brabantite aussi appelée monazite/ chéralite :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - McCARTHY (G.J.) - * - Nucl. Tech., 32, p. 92 (1977).
-
(2) - RINGWOOD (A.E.) et al - Radioactive waste forms for the future. - Eds LUTZE (W.) (1988).
-
(3) - DACHEUX (N.), CLAVIER (N.), ROBISSON (A.C.), TERRA (O.), AUDUBERT (F.), LARTIGUE (J.E.), GUY (C.) - * - CR Acad. Sc. Paris, 7, p. 1141-1152 (2004).
-
(4) - TERRA (O.), DACHEUX (N.), AUDUBERT (F.), PODOR (R.) - * - J. Nucl. Mater., 352, p. 224-232 (2006).
-
(5) - POITRASSON (F.), OELKERS (E.H.), SCHOTT (J.), MONTEL (J.M.) - * - Geochim. Cosmochim. Acta., 68, p. 2207-2221 (2004).
-
(6) - MELDRUM (A.), BOATNER (L.A.), WEBER (W.J.), EWING (R.C.) - * - Geochim. Cosmochim. Acta., 62, p. 2509-2520 (1998).
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