IEER: Énergie et Sécurité No. 13: L'Energie pour la Paix

IEER | Énergie et Sécurité No. 13

L a <> s c i e n c e <> p o u r <> l e s <> m a s s e s <> c r i t i q u e

Production Annuelle de déchets radioactifs par réacteur
Cycles ouverts (sans retraitement) de l'uranium faiblement enrichi (UFE) et du MOX^a
En mètres cubes par Gigawatt d'électricité/an (m³/GWe-an)

Les déchets radioactifs créés par l'énergie nucléaire (l'article)

UFE Cycle Ouvert MOX Cycle Ouvert

Etapes CU ^b DMA DFA Résidus CU^b DHA^b DMA DFA Résidus Commentaire

Extraction et concentration - - - 65 000 - - - - 50 060 En termes de doses de radiation et de nombre de personnes affectées, l'extraction de l'uranium a été l'une des étapes les plus dangereuses de la chaîne du combustible nucléaire, qui a affecté de façon disproportionnée les populations autochtones. L'extraction produit de grandes quantités de déchets sous la forme de matières non rentables ayant encore une faible teneur en uranium, qui ne sont pas gérés en tant que déchet radioactifs. Les résidus de traitement du minerai représentent plus de 95% du volume total des déchets radioactifs, sans compter les déchets de la mine. De nombreux sites d'entreposage de résidus de traitement du minerai de par le monde n'ont jamais été décontaminés et/ou sont à l'état d'abandon et polluent le sol et les eaux de surface avec des substances radioactives et des substances toxiques non-radioactives.

Conversion - - 32-112 - - - - 25-86 - Le processus de fabrication de l'hexafluorure d'uranium, destiné à l'usine d'enrichissement, engendre la création de nombreuses formes chimiques de l'uranium. En plus de l'uranium rejeté dans l'air et dans l'eau, les produits chimiques, eux aussi, sont à l'origine de risques importants, comme c'est par exemple le cas pour l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique et le fluor sous forme gazeuse.

Enrichissement - - 3-40 - - - - 3-35 - Les déchets de faible activité issus de la conversion et de l'enrichissement sont généralement enterrés dans des décharges. De nombreux sites dédiés aux déchets « de faible activité » ont rejeté des radionucléides dans les eaux souterraines. Les déchets provenant de l'enrichissement comprennent aussi des produits chimiques toxiques non-radioactifs tels que les polychloro-biphényles (PCB), le chlore, l'ammoniaque, les nitrates, le zinc et l'arsenic.

Fabrication du combustible - - 3-9 - - - 13 7,4-12,5 - Etant donné que la fabrication de combustible n'engendre pas de production de déchets liquides, ses effets sont pour l'essentiel limités aux travailleurs, et sont du même ordre que ceux des travailleurs du secteur du retraitement. Le risque radiologique plus important lié à la manipulation du combustible irradié de façon répétée suscite de sérieuses inquiétudes.

Retraitement et vitrification non applicable non applicable non applicable non applicable - 2-4 ^c 17-39 8016-8037^d - Le retraitement est l'étape qui, parmi toutes les étapes du cycle du combustible nucléaire, engendre certains problèmes écologiques les plus difficiles à résoudre. Les déchets issus du retraitement contiennent, avec le combustible usé, plus de radioactivité que tout autre type de déchet du cycle du combustible. En 1957, une cuve de déchets liquides de haute activité à explosé en Russie. Le risque d'explosion est aujourd'hui réel pour d'autres cuves qui contiennent des déchets issus du retraitement en Russie, aux Etats-Unis et dans d'autres pays. Des fuites provenant de certaines de ces cuves ont contaminé les sols et les eaux souterraines. En volume, la plus grande quantité de déchets radioactifs issus du retraitement est rejetée directement dans des eaux océaniques ou terrestres. Etant donné qu'il nécessite la séparation des matières pouvant servir à la fabrication d'armes (le plutonium) du combustible usé, le retraitement pose des problèmes de prolifération significatifs. De plus, cela engendre également des émissions radioactives de krypton 85 et de carbone 14 dans l'air, qui ne sont pas comprises dans ce tableau.

Exploitation du réacteur - 22-33 86-130 - - - 22-33 86-130 - Les réacteurs nucléaires peuvent être l'objet d'accidents catastrophiques (par exemple, Tchernobyl, Three Mile Island). Les réacteurs à eau bouillante rejettent des quantités considérables de gaz nobles radioactifs.

Entreposage et conditionnement du combustible usé ^e - 2 0,2 - - - 0,3 0,03 - Des quantités considérables de déchets de 'faible activité' sont créées par les fuites de produits de fission, qui passent par des fissures dans les gaines de combustibles, jusque dans les piscines de combustible usé. Ces produits de fission sont piégés dans les résines de filtres, qui deviennent alors des déchets de 'faible activité' aux Etats-Unis, et de moyenne activité en Europe.

Evacuation finale du combustible usé ^f 26 - - - 26 - - - - L'incapacité à confiner la contamination du combustible usé et à empêcher qu'elle atteigne l'environnement humain pendant tout le temps au cours duquel il est radiotoxique fait de l'évacuation du combustible usé l'un des problèmes les plus difficiles à résoudre de l'énergie nucléaire.

Démantèlement^g - 9 333 - - - 10,1 315 - La plupart de la radioactivité des déchets issus du démantèlement de réacteurs est contenue dans un volume relativement peu important de matière extrêmement radioactive. La plupart des réacteurs et des installations nucléaires commerciales associées n'ont pas encore été démantelés.

Totaux 26 33-44 457-624 65 000 26 2-4 62-95 8452-8615 50 060

Les déchets radioactifs aux Etats-Unis sont classés en cinq catégories*

Combustible usé : Combustible irradié, déchargé. Les combustibles usés et les DHA (Déchets de Haute Activité) contiennent plus de radioactivité que tout autre déchet produit par le cycle du combustible nucléaire.

DFA (Déchets de Faible Activité): catégorie dans laquelle rentrent tous les déchets qui ne figurent pas dans les autres catégories listées.

DHA (Déchets de Haute Activité): Déchets produits par le retraitement du combustible usé. Les DHA et les combustibles usés contiennent plus de radioactivité que tout autre déchet produit par le cycle du combustible nucléaire.

DMA (Déchets de Moyenne Activité): Déchets contaminés par radionucléides transuraniens à émetteurs alpha ayant des demi-vies de plus de 20 ans, et une concentration totale de tels radionucléides en excès de 0,1 Curie (3,7 x 10⁹ Bq) par tonne de déchet au moment du calcul de la teneur. Cette définition correspond à celle du Ministère de l'Energie des Etats-Unis pour les déchets transuraniens, mais le nom DMA est un terme utilisé plus couramment au niveau international.

Résidus : résidus de minerais provenant de la concentration, après extraction, de l'uranium.

* Ces catégories sont basées sur la réglementation existante aux Etats-Unis et dans certains autres pays. Bien que nous les utilisions ici afin de faciliter la compréhension des estimations de l'étude de RAND, la classification des déchets des Etats-Unis est fondamentalement insuffisante car les catégories de déchets sont basés sur l'origine des déchets et non sur les propriétés physiques ou chimiques qui définissent leur dangerosité et par conséquent qui déterminent la gestion qui doit leur être propre. Pour lire un exposé plus complet de ce problème, voir SDA, vol. 6 no. 1, mai 1997.

Notes :
a. Les volumes de déchets ne comprennent pas les émissions radioactives dans l'air et dans l'eau, à l'exception des rejets dans les eaux océaniques ou terrestres du traitement des déchets liquides de faible activité. On utilise ici les caractéristiques typiques des réacteurs à eau ordinaire modernes: tous les combustibles sont supposés avoir un taux de combustion de 42,5 Gigawatt-jour thermiques par tonne de métal lourd (c'est-à-dire l'uranium et le plutonium). On attribue aux réacteurs une efficacité thermique de 33%, et on émet l'hypothèse selon laquelle 26 tonnes d'uranium sont nécessaires pour produire 1 GWe/an d'électricité.
b. Le volume réel du combustible usé et des DHA ne permet pas de rendre compte du fardeau qu'ils représentent en termes de problèmes d'évacuation. C'est la chaleur générée par le combustible usé et les DHA, et non leur volume, qui détermine, par exemple, le volume qui serait nécessaire pour un enfouissement en couche géologique. Le besoin d'espacer les combustibles usés et les DHA (afin, par exemple, qu'ils n'engendrent pas d'accumulation de chaleur qui aurait pour conséquence la corrosion de leur emballage ou aboutirait à des transformations indésirables de la géologie) signifie que le volume nécessaire à leur entreposage dans le site d'enfouissement sera bien plus important que leur volume réel.
c. Ce chiffre ne représente pas le volume initial total de DHA liquides provenant du retraitement, mais en fait celui qui résulte de l'évaporation, de la concentration et de la vitrification du volume initial en un nouveau volume plus petit d'environ 98% (Agence pour l'Energie Nucléaire des Etats-Unis, Organisation pour la Coopération et le Développement Economique, The Economics of the Nuclear Fuel Cycle [Paris : OCDE, 1994], page 33).
d. Ce chiffre comprend 7956 m3/GWe-an de rejets liquides dans l'environnement (Groupe Radioécologie Nord Cotentin, 1999).
e. Les étapes d'entreposage et de conditionnement du combustible usé impliquent nécessairement une première phase de transfert du combustible usé dans un site d'entreposage provisoire avant évacuation finale. Ce fait n'a pas été pris en compte dans les calculs. Si, en plus de l'entreposage du combustible usé dans une piscine, des châteaux d'entreposage à sec étaient utilisés pour le stockage provisoire, il faudrait ajouter encore 6 mètres cubes de déchets de faible activité/GWe-an produits pendant le stockage provisoire.
f. Bien que les volumes de combustible usé résultant des cycles du combustible UFE et MOX soient équivalents, le combustible usé MOX est plus difficile à gérer car il est plus chaud (au sens physique) que le combustible usé UFE.
g. Ceci inclut le démantèlement du réacteur et les usines de conversion, d'enrichissement, de fabrication et de retraitement.

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2000 (La version anglaise de ce numéro, Science for Democratic Action, v. 8, no. 3, a été publiée en mai 2000.)

Mise en place juin 2001

	UFE Cycle Ouvert				MOX Cycle Ouvert
Etapes	CU ^b	DMA	DFA	Résidus	CU^b	DHA^b	DMA	DFA	Résidus	Commentaire
Extraction et concentration	-	-	-	65 000	-	-	-	-	50 060	En termes de doses de radiation et de nombre de personnes affectées, l'extraction de l'uranium a été l'une des étapes les plus dangereuses de la chaîne du combustible nucléaire, qui a affecté de façon disproportionnée les populations autochtones. L'extraction produit de grandes quantités de déchets sous la forme de matières non rentables ayant encore une faible teneur en uranium, qui ne sont pas gérés en tant que déchet radioactifs. Les résidus de traitement du minerai représentent plus de 95% du volume total des déchets radioactifs, sans compter les déchets de la mine. De nombreux sites d'entreposage de résidus de traitement du minerai de par le monde n'ont jamais été décontaminés et/ou sont à l'état d'abandon et polluent le sol et les eaux de surface avec des substances radioactives et des substances toxiques non-radioactives.
Conversion	-	-	32-112	-	-	-	-	25-86	-	Le processus de fabrication de l'hexafluorure d'uranium, destiné à l'usine d'enrichissement, engendre la création de nombreuses formes chimiques de l'uranium. En plus de l'uranium rejeté dans l'air et dans l'eau, les produits chimiques, eux aussi, sont à l'origine de risques importants, comme c'est par exemple le cas pour l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique et le fluor sous forme gazeuse.
Enrichissement	-	-	3-40	-	-	-	-	3-35	-	Les déchets de faible activité issus de la conversion et de l'enrichissement sont généralement enterrés dans des décharges. De nombreux sites dédiés aux déchets « de faible activité » ont rejeté des radionucléides dans les eaux souterraines. Les déchets provenant de l'enrichissement comprennent aussi des produits chimiques toxiques non-radioactifs tels que les polychloro-biphényles (PCB), le chlore, l'ammoniaque, les nitrates, le zinc et l'arsenic.
Fabrication du combustible	-	-	3-9	-	-	-	13	7,4-12,5	-	Etant donné que la fabrication de combustible n'engendre pas de production de déchets liquides, ses effets sont pour l'essentiel limités aux travailleurs, et sont du même ordre que ceux des travailleurs du secteur du retraitement. Le risque radiologique plus important lié à la manipulation du combustible irradié de façon répétée suscite de sérieuses inquiétudes.
Retraitement et vitrification	non applicable	non applicable	non applicable	non applicable	-	2-4 ^c	17-39	8016-8037^d	-	Le retraitement est l'étape qui, parmi toutes les étapes du cycle du combustible nucléaire, engendre certains problèmes écologiques les plus difficiles à résoudre. Les déchets issus du retraitement contiennent, avec le combustible usé, plus de radioactivité que tout autre type de déchet du cycle du combustible. En 1957, une cuve de déchets liquides de haute activité à explosé en Russie. Le risque d'explosion est aujourd'hui réel pour d'autres cuves qui contiennent des déchets issus du retraitement en Russie, aux Etats-Unis et dans d'autres pays. Des fuites provenant de certaines de ces cuves ont contaminé les sols et les eaux souterraines. En volume, la plus grande quantité de déchets radioactifs issus du retraitement est rejetée directement dans des eaux océaniques ou terrestres. Etant donné qu'il nécessite la séparation des matières pouvant servir à la fabrication d'armes (le plutonium) du combustible usé, le retraitement pose des problèmes de prolifération significatifs. De plus, cela engendre également des émissions radioactives de krypton 85 et de carbone 14 dans l'air, qui ne sont pas comprises dans ce tableau.
Exploitation du réacteur	-	22-33	86-130	-	-	-	22-33	86-130	-	Les réacteurs nucléaires peuvent être l'objet d'accidents catastrophiques (par exemple, Tchernobyl, Three Mile Island). Les réacteurs à eau bouillante rejettent des quantités considérables de gaz nobles radioactifs.
Entreposage et conditionnement du combustible usé ^e	-	2	0,2	-	-	-	0,3	0,03	-	Des quantités considérables de déchets de 'faible activité' sont créées par les fuites de produits de fission, qui passent par des fissures dans les gaines de combustibles, jusque dans les piscines de combustible usé. Ces produits de fission sont piégés dans les résines de filtres, qui deviennent alors des déchets de 'faible activité' aux Etats-Unis, et de moyenne activité en Europe.
Evacuation finale du combustible usé ^f	26	-	-	-	26	-	-	-	-	L'incapacité à confiner la contamination du combustible usé et à empêcher qu'elle atteigne l'environnement humain pendant tout le temps au cours duquel il est radiotoxique fait de l'évacuation du combustible usé l'un des problèmes les plus difficiles à résoudre de l'énergie nucléaire.
Démantèlement^g	-	9	333	-	-	-	10,1	315	-	La plupart de la radioactivité des déchets issus du démantèlement de réacteurs est contenue dans un volume relativement peu important de matière extrêmement radioactive. La plupart des réacteurs et des installations nucléaires commerciales associées n'ont pas encore été démantelés.
Totaux	26	33-44	457-624	65 000	26	2-4	62-95	8452-8615	50 060