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Recyclage des déchets nucléaires : transmutation des actinides mineurs
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Les substances radioactives qui irradient le plus longtemps doivent être stockées en toute sécurité pendant plus de 100.000 ans. Les techniciens recherchent donc des techniques leur permettant de recycler une partie des déchets nucléaires et de neutraliser le reste. Dans 1.000 ans, l'intensité de l'irradiation des déchets issus des éléments combustibles pourrait tellement diminuer qu'elle serait comparable à celle de l'uranium naturel. Il faut également réduire le volume des déchets.
Le recyclage se déroule en plusieurs étapes. D'abord, un traitement chimique des substances irradiées permet de séparer les produits de fission : l'uranium et le plutonium, mais aussi d'autres substances chimiques, les actinides mineurs.
Ceux-ci doivent être transformés et utilisés partiellement en tant qu'éléments du combustible dans les nouveaux réacteurs. Les actinides mineurs - comptant notamment le neptunium, l'américium et le curium - jouent un rôle clé et constituent, avec le plutonium, les substances qui irradient le plus longtemps. Pour assurer la transmutation de ces éléments, le plutonium et les actinides mineurs sont bombardés par des neutrons.
A l'Institut des éléments transuraniens de Karlsruhe (ITU), les chercheurs examinent en particulier les variations des propriétés du combustible quand les actinides mineurs sont liés dans le combustible. La transmutation a un double avantage : d'un côté, le danger qui émane des déchets diminue, car les produits fissiles sont stables ou ont une demi-période plus courte ; ils se désintègrent plus vite. Par ailleurs, une partie des actinides mineurs est réutilisée dans les crayons de combustibles des nouvelles filières de réacteurs, en même temps que l'uranium et le plutonium. La fabrication des combustibles constitue alors un défi en soi.
Des essais de transmutation ont lieu dans le Centre de recherche de Dresde-Rossendorf, où une source de neutrons permet de provoquer la transmutation. Les chercheurs de Dresde utilisent un accélérateur pour bombarder les électrons sur du plomb en fusion, afin d'expérimenter la transmutation avec les neutrons libérés. Les scientifiques analysent par exemple l'intensité de la dispersion des neutrons sur les matériaux qui composent les gaines des éléments combustibles. Le projet est subventionné par le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF). Plusieurs universités et l'Office fédéral physico-technique de Brunswick (Basse-Saxe) y participent.
Les filières de réacteurs où la technique de recyclage doit être utilisée ont besoin également d'une longue période de développement. En 2020 environ, le premier prototype français d'un réacteur refroidi au sodium sera prêt. Il faudra attendre selon les experts au moins jusqu'en 2030, avant que des réacteurs commerciaux de ce type puissent fournir de l'énergie à l'Europe.
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