De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

11 Faisabilité technique de la transmutation
L’évaluation de la “faisabilité scientifique de la transmutation”, qui se focalise sur la partie
neutronique et physique, a permis de dégager les voies d’intérêt pour la transmutation des
déchets à vie longue. L’objectif est ici d’évaluer dans différents types de réacteur et cycles
associés la “faisabilité technique de la transmutation des déchets à vie longue” . Cette
faisabilité se module suivant le type de déchet et le type de réacteur hôte, comme on le verra
par la suite. Elle se réalise à travers les études de scénarios qui permettent d’évaluer
l’ensemble des postes du cycle nucléaire (réacteur, fabrication, entreposage, traitement) et qui
incluent les études détaillées des modifications du dessin et de la gestion des cœurs apportées
par la transmutation, l’impact sur les usines du cycle et sur les procédés de retraitement et de
fabrication.
Les études de scénarios permettent d’avoir une vue d’ensemble du parc électronucléaire à un
instant donné et au cours de son évolution dans le temps. Elles comportent trois phases :
o l’évaluation de concept à travers des études neutroniques conceptuelles permettant de
caractériser les performances de transmutation et de faisabilité au sens du respect de
critères de sûreté du réacteur,
o l’étude des phases de transition entre : la situation actuelle et les situations d’équilibre
avec la prise en compte d’une chronologie d’introduction, dans le temps, de différents
types de concepts de combustibles, de réacteurs et de procédés mis en oeuvre dans les
installations du cycle depuis la mine jusqu’au site de stockage des déchets ;
o l'étude détaillée des scénarios visant à :
o démontrer la faisabilité technique des principales composantes du parc :
fabrication, réacteur, retraitement, conditionnement et stockage des déchets,
o évaluer l’impact environnemental à court et long terme des solutions mises en
oeuvre dans le parc,
o évaluer l’impact des nouvelles technologies sur les coûts.(non traité ici)
Nous nous bornerons ici à rappeler les principales réalisations et grandes conclusions des
rapports sur la loi de 1991 sans détailler trop avant l’ensemble des études réalisées. (Cf. Les
déchets radioactifs à haute activité et à vie longue - recherches et résultats – Axe 1
« Séparation et transmutation des radionucléides à vie longue »)
11.1 Modes de transmutation
L’ajout d’actinides mineurs et de produits de fission à vie longue dans le cœur d’un réacteur
modifie son comportement neutronique et peut de ce fait nécessiter de nouveaux dessins
d’assemblages. Deux modes de transmutations sont distingués :
• le mode homogène où les radionucléides à transmuter sont mélangés au combustible
du réacteur et sont de fait présents dans l’ensemble des installations du cycle ;
• le mode hétérogène pour lequel les radionucléides à transmuter sont séparés
physiquement du combustible proprement dit, ce qui permet de les concentrer sur un
nombre limité de dispositifs (cibles).
Le choix entre ces deux modes dépend, d’une part, du comportement de chaque élément dans
le réacteur et, d’autre part, de son influence sur le cycle du combustible. Ainsi en mode
homogène, on limite les teneurs initiales en actinides mineurs pour minimiser les
conséquences de leur présence sur la neutronique du cœur. Cette voie a aussi l’inconvénient
d’aligner la durée d’irradiation des radionucléides à vie longue sur celle de l’irradiation du
combustible (qui peut être insuffisante si le rendement de transmutation est faible) et
d’introduire ces radionucléides dans toutes les installations du cycle.
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