De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

Production (kg/Twhe)
Isotope Période (ans) Isotope Elément
99 Tc
129 I
135 Cs
2.1 10 5
1.6 10 7
2.3 10 6 3.2
0.66
1.4
3.2
0.8
14.0
Tableau 8 : Productions typiques de PFVL (REP UOX 33 GWj/t)
Consommation
neutrons/transmutation
Production
noyaux/fission
Equilibre
neutrons/fission
99 Tc 1.01 0.055 0.056
129 I
1.008
1.01
0.009
0.011
0.009
0.011
I
135 Cs
Cs
1.002
0.58
0.017
0.13
0.017
0.075
Tableau 9 :Nombre de neutrons par fission à consacrer à la transmutation des PFVL
pour équilibrer production et consommation
Ainsi, il faudrait environ 0.082 neutrons par fission pour transmuter 99 Tc + 129 I+ 135 Cs seuls,
mais environ 0.14 pour les transmuter à partir des éléments correspondants. La disponibilité
idéale en neutrons, en supposant un parc de réacteurs en spectre rapide recyclant Pu + Am et
en comptant environ 0.3 neutron par fission perdu en captures parasites et en fuites, est
d’environ 0.6. A la vue de ces valeurs, il faudrait consacrer environ 15 % des réacteurs du
parc à la transmutation de 99 Tc + 129 I + 135 Cs seuls, et environ 25 % du parc à leur
transmutation à partir des éléments correspondants.
La discussion théorique qui précède ne prend pas en compte le fait que les vitesses de
transmutation en réacteur doivent être à l’échelle humaine, et de toute façon bien plus rapides
que la décroissance radioactive naturelle des produits à transmuter. Un classement a été
ln 2
effectué, portant sur la « période de transmutation » T t = , qui doit être très inférieure à la
σφ
période de décroissance naturelle T 1/2 , mais aussi à l’échelle humaine (si T t , est de l’ordre de
1000 ans, par exemple, vaut-il vraiment la peine d’engager la transmutation ?). T t , a été
estimée en utilisant des valeurs standard de sections efficaces et de flux pour des REP et des
RNR. Le résultat de l’étude est que 99 Tc, 129 I, 135 Cs sont clairement transmutables.
Dans un REP, la transmutation de PFVL demande un surplus de neutrons qui doit être obtenu
par un enrichissement plus élevé en 235 U pour maintenir la longueur du cycle. Par exemple si
l’on dispose 2 % de 99 Tc en mode homogène dans un REP, l’enrichissement passe de 3.5 à 5.0
%, la quantité transmutée est de l’ordre de 10 kg/Twhe et la proportion de REP chargés en
technétium dans le parc de l’ordre de 30 % ; en mode hétérogène, à raison de 8 aiguilles par
assemblage, l’enrichissement est de 4.5 %, la masse transmutée 5 kg/Twhe, et la fraction du
parc d’environ 50 %. Pour l’iode en mode hétérogène (même modalités), on aurait un
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