De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

11.5 Les scénarios étudiés et les conclusions associées
Pour la partie scénario, plusieurs études ont été réalisées, couvrant l’ensemble des diverses
options envisageables ou envisagées.
Une première famille dite « scénarios CNE » a été étudiée :
• Un scénario de mono recyclage de l’américium et du curium dans des cibles
spécifiques (transmutation en mode hétérogène) générant des cinétiques de fission
importantes en un seul passage en réacteur à neutrons rapides, permettant de
minimiser les inventaires de ces actinides dans le parc nucléaire, mais engendrant de
fortes contraintes sur les réacteurs et sur l’usine de fabrication des cibles.
• Deux scénarios de recyclage multiple des actinides mineurs en dilution maximale dans
le combustible (transmutation en mode homogène), soit dans des réacteurs à eau
pressurisée à spectre thermique (REP), soit dans des réacteurs à spectre rapide (RNR).
Les contraintes portent alors sur les flux importants de matières dans le cycle
nucléaire.
11.5.1 Scénario RNR en mode hétérogène en un seul passage
Pour le scénario de mono recyclage de l’américium et curium dans des cibles en un seul
passage en réacteur à neutrons rapides l’usine de traitement des combustibles usés comporte
deux chaînes séparées en tête d’usine, l’une pour les combustibles REP et l’autre, pour les
combustibles MOX-RNR. Ensuite, l’enchaînement des procédés PUREX, éprouvé à La
Hague, DIAMEX et SANEX, développés dans les installations d’ATALANTE, devrait
permettre de récupérer les flux d’U et Pu+Np d’une part et les flux d’Am+Cm d’autre part
avec des performances de récupération de 99.9%. Pour le procédé de fabrication, la solution
de nitrate d’américium et de curium issue de l’étape de retraitement est convertie, après deux
étapes de concentration, en oxyde mixte AmCmO2 avec un procédé sol-gel déjà mis en œuvre
(à l’échelle du laboratoire) pour la synthèse de micro sphères d’oxyde d’uranium et de
plutonium. Techniquement, ce procédé peut être extrapolé pour la fabrication d’AmO2 ; mais
la présence du Cm avec un fort dégagement thermique nécessitera certainement un saut
technologique. La fabrication des pastilles cible (Am+Cm) sur support MgO se fait en cellules
blindées avec un procédé similaire à celui mis en œuvre à MELOX pour fabriquer les
combustibles MOX. La présence du Cm, fort émetteur neutrons et alpha, conduit à concevoir
des ateliers de fabrication se rapprochant de ceux mis en œuvre à La Hague pour la
vitrification (R7, T7) mais il reste à en démontrer la faisabilité technique Après le passage en
réacteur, les cibles irradiées ne contiennent plus que 10 % d’actinides (Pu+Am+Cm) et les
assemblages peuvent être démantelés comme les assemblages standards des RNR avant
traitement.
Dans un scénario de transmutation en un seul passage en réacteur à neutrons rapides, la
faisabilité technique est acquise pour les aspects réacteurs et traitement (sous réserve de
qualification d’ensemble), mais que pour les aspects fabrication des cibles la présence
importante de curium nécessite un saut technologique.
L’étape de qualification pour l’américium seul en cible est en cours avec les irradiations
ECRIX-H et CAMIX COCHIX dans le réacteur PHENIX.
11.5.2 Scénario REP en mode homogène et multirecyclage
Pour le scénario de recyclage multiple des actinides mineurs en dilution maximale dans le
combustible dans des réacteurs à eau pressurisée à spectre thermique (REP), les teneurs
totales Pu et AM sont de l’ordre de 3% et 1% respectivement. De fait leur introduction en
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