Le combustible irradié en sortie des réacteurs nucléaires contient une grande quantité de plutonium. Cet article décrit les caractéristiques et les usages possibles de ce plutonium, notamment sous forme de MOX. Il tente d’apporter les éléments techniques associés aux différentes options et solutions stratégiques de la gestion du plutonium. Une comparaison des performances des différents procédés vient conclure cette présentation.
Le premier réacteur ayant produit de l’électricité (en 1951) est EBR-1, réacteur à neutrons rapides américain (Idaho). La caractéristique la plus attrayante des réacteurs à neutrons rapides, du point de vue prospectif des ressources en énergie, est leur capacité à régénérer, voire surgénérer, la matière fissile, et ainsi, à utiliser tout l’uranium extrait de la mine (via la conversion de l’uranium 238 en plutonium). Le spectre d’énergie des neutrons dans le cœur de tels réacteurs doit être « rapide », ce qui interdit l’usage de corps légers contenant de l’hydrogène ou du carbone. Les réacteurs actuels sont refroidis par des métaux liquides, généralement du sodium. Il en résulte pour le combustible des contraintes fonctionnelles et technologiques qui rejaillissent sur sa conception et sa fabrication. On est loin de la maturité industrielle des réacteurs à neutrons rapides (RNR) , leurs caractéristiques et leurs combustibles sont appelés à évoluer ; la prise en compte d’objectifs liés à la réduction de l’inventaire des actinides peut en outre conduire à la définition de produits très nouveaux.
Dès le début des années 1960, simultanément aux développements faits sur les réacteurs à neutrons rapides, on s’est intéressé à l’utilisation du plutonium dans les réacteurs à eau ( réacteur à eau sous pression REP, et réacteur à eau bouillante REB). En 1963, le premier assemblage MOX, fabriqué à Dessel (Belgique) dans l’usine P0 de Belgonucléaire (BN), est introduit dans BR3, réacteur belge à eau sous pression (REP). Cette expérience a précédé l’introduction de quantités significatives de combustibles au plutonium dans des réacteurs industriels : Garigliano (REB) en Italie en 1968 et Chooz (REP de SENA) en France en 1974. Le recyclage s’est poursuivi en Allemagne, NUKEM (devenue ensuite KWU) fabricant dans l’atelier MOX du site d’Hanau, puis a réellement pris son essor industriel après 1984, date de la création de COMMOX BAIRIOT (H.), LE BASTARD (G.) - Commox, An european joint venture entre BN et COGEMA, avec la livraison en 1987 de la première recharge pour EDF et son chargement dans un REP 900 MWe de Saint-Laurent-des-Eaux. Le lecteur se reportera aussi aux articles : BN 3 630 – Fabrication des combustibles au plutonium ; BN 3 660 – Déchets radioactifs. Gestion.
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