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Options pour le plutonium



Le plutonium : déchet dangereux ou matière première miracle ?

Le plutonium est le radioélément le plus radiotoxique du combustible usé
La figure montre la contribution des constituants du combustible usé à la radiotoxicité du combustible usé et l'évolution de décroissance avec le temps du fait des lois naturelles. En dehors d’une brève période d’une cinquantaine d’années que nous vivons encore, c’est la toxicité du plutonium qui l’emporte. Il faudra 200 000 ans pour qu'un assemblage de combustible usé retrouve la toxicité de l’uranium naturel qui a servi à le confectionner.
CEA

Pour les partisans de la sortie du nucléaire, le plutonium est un élément hautement radiotoxique et dangereux dont le seul devenir envisageable est le stockage sous forme de déchet. Pour les partisans de la poursuite du nucléaire, c’est une extraordinaire source potentielle d'énergie, dont 1 gramme équivaut à 1 à 2 tonnes de pétrole, et qui doit donc être exploité au mieux.

Selon l'imprtance accordée à tel ou tel de ces arguments, on est conduit à des options radicalement différentes pour le sort réservé au plutonium.

Option 1 : On décide de ne pas recycler le plutonium et donc de ne pas l'extraire du combustible usé des réacteurs. Sa dangerosité intrinsèque implique que le plus grand soin soit apporté à la façon dont ce combustible usé, devenu déchet radioactif, sera stocké. Le combustible usé considéré comme déchet, est plus encombrant, dure plus longtemps, dégage plus de chaleur et est plus radiotoxique que ne le sont les déchets vitrifiés débarrassés du plutonium.

Le plutonium enfoui constituerait une tentation pour ceux qui voudraient le récupérer comme source d'énergie ou ceux qui auraient des fins moins avouables. Une action terroriste est envisageable avec du plutonium sorti d'un réacteur, pourtant considéré comme sale car inutilisable pour une bombe atomique. Une bombe sale serait peu dévastrice, mais disséminerait de la radioactivité et son effet psychologique serait grand.

Option 2 : On décide d'extraire le plutonium du combustile usé et de le brûler au maximum en l'incorporant comme matière fissile dans des combustibles mixtes uranium/plutonium, afin de récupérer l’énergie disponible. Cette option est appliquée en France, avec du combustible MOX chargé dans certaines centrales nucléaires. Mais le passage en réacteur génère du nouveau plutonium. Le plutonium n’est pas éliminé de cette façon. La solution est imparfaite. L'inventaire du plutonium croit certes moins vite que si l'on ne recyclait pas le MOX, mais il croit. On se retrouve confronté à la quesion : que faire de ces stocks de plutonium ? Les stocker, les brûler sans en générer d'autres ?

Une troisième option ? celle des réacteurs à neutrons rapides Certains prévisionnistes estiment que la demande énergétique mondiale sera décuplée d’ici à 2050, du fait de l’émergence économique des pays actuellement en voie de développement et de l’accroissement de la population mondiale. Il semble que le développement d’une énergie nucléaire améliorée, basée sur des réacteurs plus efficaces, plus sûrs et plus propres soit capable d’assurer la production d’énergie nécessaire, sans augmenter l’effet de serre. Afin de relever les défis énergétiques du 21ème siècle, il serait nécessaire le moment venu de disposer d'une réserve suffisante de plutonium pour démarrer des filières de réacteurs à neutrons rapides.

Dans cette perspective les réacteurs de la filière thorium-uranium-233 seraient séduisants car ils permettraient de détruire à terme le plutonium. En effet contrairement aux réacteurs classiques, ces réacteurs au thorium ne formeraient pas de plutonium et permettraient de détruire celui qui se serait accumulé. La mise au point de ces réacteurs dont des prototypes unt fonctionné dans le passé s'avère difficile.

Cependant, pour produire en quantité suffisante et rapidement l’uranium 233 nécessaire au démarrage de cette filière (l’uranium 233 n’existe pas dans la nature), il faudrait probablement passer par des réacteurs à neutrons rapides, partiellement chargés en plutonium.

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