[Amont du cycle , Transports de l'uranium]

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On appelle « cycle du combustible » nucléaire l’ensemble des opérations qui va de l’extraction des minerais de l’uranium jusqu’au retraitement du combustible irradié et au stockage des déchets radioactifs.

Il s’agit effectivement d’un cycle quand, à la suite d’un retraitement, des noyaux fissiles d’uranium ou de plutonium encore disponibles sont recyclés en réacteur dans une charge neuve de combustible. On parle alors de cycle fermé. En l’absence de retraitement, les noyaux d’uranium ou de plutonium ne font qu'un tour de piste : le cycle est dit ouvert .

La principale étape est constituée par les deux ou trois ans durant lesquels le combustible est brûlé dans un réacteur pour produire de l’électricité. Tout ce qui se passe avant cette étape est appelé « amont du cycle », ce qui survient ensuite est « aval du cycle ».

L’amont du cycle, le moins connu, commence par l’extraction de minerais uranifères dont la teneur est presque toujours faible. Il faut en extraire un concentré, le « yellow cake » qui est transporté à distance. L’extraction et la purification de l’uranium génèrent des déchets assez volumineux dont il faut s’occuper, même s’ils sont infiniment moins radioactifs que ceux de l’aval du cycle.

Pour enrichir ensuite l'uranium en isotope 235 fissile, il faut d'abord le convertir en un composant gazeux, l’hexafluorure d'uranium. C’est l’étape de “conversion. L'étape suivante est celle de l’enrichissement. Cette étape, de loin la plus coûteuse et sensible, est effectuée dans une usine de séparation isotopique. L'uranium enrichi sert ensuite à confectionner les assemblages de combustible que l'on introduit dans le cœur d'un réacteur. Le sous-produit de l'enrichissement est un tonnage considérable d'uranium appauvri que l'on stocke après l'avoir débarrassé du fluor.

Le citoyen s'intéresse principalement à l'aval du cycle : que fait-on des produits radioactifs générés par les réacteurs ?

Le combustible irradié est mis en piscine pour une période de 5 ans environ, le temps de laisser décroître les produits de fission les plus actifs. Au bout de ces 5 ans, une décision est prise de le retraiter ou non. S'il n'est pas retraité, le combustible doit être stocké tel quel. Des recherches sont en cours pour le stockage dans des couches géologiques profondes. Les décisions sont encore à prendre. En attendant, les déchets entreposés en surface auprès des centrales s'accumulent.

En cas de retraitement, le combustible irradié est transporté à l’usine de retraitement où il est d’abord entreposé encore quelques années dans une seconde piscine. Le retraitement consiste à séparer ce qui peut être réutilisé, uranium et plutonium, de ce qui est purement déchets.

L’uranium, qui constitue 95 % de la masse et contient encore 1 % d’isotope 235 fissile, peut être recyclé. Le plutonium, 1 % en masse, qui comporte 70 % d’isotopes fissiles, peut produire de l’énergie et être brûlé après avoir été recyclé dans du combustible MOX. Les 4 % restants concentrent 99,5 % de la radioactivité alpha et 97,6 % des radioactivités bêta et gamma du combustible irradié. Ce sont des déchets.

Ces déchets sont très radioactifs, mais ils sont conditionnés en étant enrobés dans des verres ou des céramiques qui offrent une meilleure protection à longue échéance pour l’environnement que le stockage en l’état des déchets non retraités. Comme pour ces derniers, le devenir de ces déchets est dans l’attente de décision, mais leur volume étant 25 fois plus petit l’entreposage pose moins de problèmes d’encombrement.

Sujets voisins : Combustibles à l'uranium, Utilisation du plutonium, Combustibles mixtes : Mox, Combustibles au thorium, Agencement du combustible, Séparation isotopique