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3. DESCRIPTION DES CYCLES DU COMBUSTIBLE
Définition de la séparation et de la transmutation
On appelle séparation un ensemble complexe de traitements chimiques et/ou métallurgiques
destinés à séparer des nucléides, ou groupes de nucléides radiotoxiques spécifiques, de l’ensemble des
radionucléides que contiennent les éléments combustibles usés et périodiquement déchargés des
réacteurs nucléaires. Les nucléides, ou groupes de nucléides, que l’on a ainsi séparés peuvent être
stockés tels quels ou transformés en nouveaux éléments combustibles ou cibles d’irradiation.
La transmutation est un terme général qui recouvre tant les transformations nucléaires
élémentaires par capture d’un neutron que la fission de nucléides lourds, la spallation et d’autres
réactions nucléaires faisant intervenir des neutrons. Dans le cadre de cette étude, la transmutation a pour
but de réduire l’inventaire à long terme des nucléides radiotoxiques en convertissant les nucléides
d’origine en radionucléides à vie courte ou en nucléides stables.
3.1 Les cycles du combustible nucléaire
L’expression cycle du combustible nucléaire recouvre toutes les opérations nécessaires pour
alimenter les centrales en combustibles neufs et gérer les combustibles usés déchargés des réacteurs. On
trouve sur la Figure I.3 les principales étapes d’un cycle du combustible avec retraitement qui, pour les
réacteurs à eau ordinaire, sont les suivantes :
• l’amont du cycle du combustible englobe toutes les opérations depuis les activités de
prospection du minerai d’uranium jusqu’au transport des éléments combustibles avant leur
rechargement dans les réacteurs nucléaires, soit l’extraction et le traitement du minerai
afin d’obtenir un concentré d’uranium, le conversion de ce concentré en hexafluorure pour
l’expédier dans les usines d’enrichissement d’uranium où l’on fait passer la teneur en 235 U
de son niveau naturel (0.72 pour cent) à 3 à 5 pour cent, et enfin, la fabrication des
éléments combustibles.
• l’aval du cycle du combustible comprend à l’heure actuelle deux approches alternatives :
- le cycle fermé, fondé sur le retraitement du combustible usé, opération qui permet de
séparer et de recycler les matières énergétiques (essentiellement le plutonium) que ce
combustible contient et d’optimiser ainsi la gestion des déchets qui seront ensuite
evacués dans des dépôts en formation geologique ;
- le cycle ouvert, qui consiste à enfouir directement les combustibles irradiés dans un
dépôt en formation géologique après une période d’entreposage de durée variable.
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