Comment réduire le volume des déchets nucléaires de 90% ?

Des chercheurs de l’Université de la Faculté de génie de Sheffield (GB), ont montré qu’en combinant des déchets contaminés par du plutonium avec du laitier de haut fourneau* réduisait son volume de 85 à 95% après la phase de vitrification.

De plus, ce procédé industriel permettrait de figer de manière efficace la radioactivité du plutonium, créant au final un matériau stable.

Pour les scientifiques, cette approche pourrait s’appliquer pour traiter les déchets radioactifs issus de la centrale nucléaire endommagée de Fukushima au Japon, lors de son éventuel nettoyage.

"Le volume global des déchets contaminés par du plutonium provenant de l’exploitation et du démantèlement des réacteurs au Royaume-Uni pourrait être supérieur à 31.000 m3, soit suffisamment pour remplir 7 fois la tour de l’horloge de Big Ben" a précisé le professeur Neil Hyatt. "Notre process réduirait ce volume de déchets pour tenir parfaitement dans les limites d’un seul tour de Big Ben."

Actuellement, le procédé de traitement pour les déchets contaminés au plutonium non-compactables implique l’encapsulation du ciment, un processus qui augmente généralement le volume global. "Si nous pouvons réduire le volume de déchets qui doit au final être stocké et enfouis dans le sol, on peut alors réduire considérablement les coûts. Dans le même temps, notre procédé permet de stabiliser le plutonium dans un matériau résistant à la corrosion, ce qui devrait améliorer le dossier de sûreté et d’acceptabilité publique du stockage géologique" a t-il ajouté.

Les déchets contaminés au plutonium sont classés parmi les déchets de haute activité et à vie longue (HA-VL). Ils sont généralement vitrifiés. Il s’agit alors d’incorporer des effluents très radioactifs dans du verre en fusion et après refroidissement, la radioactivité est retenue prisonnière.

Bien que le but ultime pour les déchets de haute activité reste à ce jour le stockage géologique, aucun site d’enfouissement n’a encore été retenu au Royaume-Uni.

En utilisant le cérium comme substitut au plutonium, l’équipe de Sheffield a mélangé des déchets radioactifs avec du laitier de haut fourneau. L’ensemble a ensuite été chauffé pour aboutir à la phase de vitrification.

"Le cérium est connu pour se comporter de façon similaire au plutonium," a expliqué le professeur Hyatt. "Notre méthode donne un produit final stable et robuste, car le traitement thermique détruit tous les plastiques et les matières organiques. C’est un avantage car il est toujours difficile de prédire avec certitude comment la dégradation des matières plastiques et organiques affecte le plutonium en sous-sol."

Le professeur Hyatt indique travailler actuellement sur l’optimisation du procédé de vitrification avant de passer au stade de la démonstration proprement dite. Il prévoit également de réaliser des expériences sur du plutonium à échelle réduite.

** Le laitier est un coproduit de la métallurgie contenant des oxydes métalliques, essentiellement des silicates, des aluminates et de la chaux, qui sont formés en cours de fusion ou d’élaboration de métaux par voie liquide. De composition chimique très stable, il est souvent valorisé dans la fabrication de ciment ou, plus occasionnellement, dans la fabrication de verre.