La France a fait le choix d'un cycle du combustible nucléaire dit « fermé » Il consiste à traiter le combustible usé pour récupérer ses matières valorisables (
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La plupart des réacteurs nucléaires utilisent comme combustible un uranium enrichi entre 3 et 5 en uranium 235 L'enrichissement consiste donc à augmenter
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LE CYCLE DU COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE COUVRE LES ÉTAPES SUIVANTES : • l'achat d'uranium naturel, auprès de différentes sociétés minières dans le
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Le cycle du combustible nucléaire français est constitué de l'ensemble des étapes industrielles suivies par l'uranium, de son extraction au stockage des déchets
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Cycle du combustible nucléaire : situation actuelle et gestion future, Lionel BION 37 AREVA ✓Projet d'usine d'enrichissement USEC ✓Usine de Paducah
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Développement de l'énergie nucléaire Le cycle du combustible nucléaire Aspects économiques, environnementaux et sociaux AGENCE POUR L' ÉNERGIE
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27 juil 2018 · Le combustible nucléaire dit « à l'uranium naturel enrichi » (UNE) est composé d' oxyde d'uranium, dont la teneur en isotope 235 est portée à
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AMONT DU CYCLEAVAL DU CYCLE
Extraction et conversion
L'extraction du minerai uranifère,
dans des gisements souterrains ouà ciel ouvert, fournit les ressources
nécessaires à la fabrication du com- bustible. Contenant de 1 à 200 kg d'uranium par tonne, le minerai est dissous par voie alcaline ou acide, puis traité pour obtenir une poudre jaune, le yellow cake (99,27% d' 238U et 0,7%
d' 235U). Celui-ci est ensuite converti
en un gaz : l'hexafluorure d'uranium (UF 6).Enrichissement
Seul l'isotope 235 de l'uranium est fis-
sile (générant de l'énergie lorsque son noyau est cassé par un neutron) ; or, il est présent en très faible proportion dans l'uranium naturel (0,7%). Grâce à l'enrichissement, par un procédé de centrifugation gazeuse, sa proportion augmente entre 3 et 5Fabrication du combustible
L'UF6 gazeux enrichi est converti en
poudre d'oxyde d'uranium (UOX).Elle est comprimée en pastilles de
7 grammes qui sont empilées dans
des tubes en alliage de zirconium, les " crayons ». Ces derniers sont réunis en faisceaux dans des assemblages de combustible qui sont chargés dans le réacteur pour produire de l'électricité. Par exemple, un réac- teur à eau pressurisée (REP) de 900MWe compte 157 assemblages de 264 crayons.
Séparation des éléments
Après environ quatre ans en réac-
teur, le combustible usé se compose de 96 % de matières valorisables et de 4 % de déchets ultimes. Ce combus- tible usé est entreposé en piscine de refroidissement puis subit plusieurs traitements avant d'être dissous dans une solution d'acide nitrique. Celle-ci est mélangée à une solution conte- nant des molécules extractantes spé- cifiques pour séparer les matières réutilisables des déchets ultimes.Recyclage des matières
Plutonium (1
%) et uranium (95 % dont moins d'1 % d'235U) sont recy-
clés, respectivement en combustiblesMOX (Oxyde mixte U et Pu) utilisables
par 24 des 58 réacteurs actuels, et en URE (uranium de retraitement enrichi).Après un nouveau cycle en réacteur,
ces combustibles ne peuvent pas encore être recyclés efficacement dans le parc actuel. Ils sont entre posés en piscine, en attendant leur valorisation dans les réacteurs à neu- trons rapides (RNR) de quatrième génération.Conditionnement
des déchets ultimesLes déchets ultimes sont piégés dans
une matrice de verre : c'est le procédé de vitrification, développé au CEA et mis en oeuvre dans les usines d'AREVALa Hague. Ces déchets vitrifiés sont
ensuite coulés dans des conteneurs en inox et entreposés en puits, en atten- dant d'être stockés en couche géolo- gique profonde.LES PROCÉDÉS
DUCYCLE FERMÉ
La France a fait le choix d'un cycle du combustible nucléaire dit " fermé ».Il consiste à traiter le combustible usé pour récupérer ses matières valorisables (uranium et plutonium), tandis que ses autres composés
(produits de fission et actinides mineurs) constituent les déchets ultimes. Présentation des grandes étapes de ce cycle, telles qu'elles sont actuellement mises en oeuvre industriellement. 1 % de plutonium95 % d'uranium 4 % de produits de fission et d'actinides mineursÀ SAVOIR
Le cycle des systèmes du futur
La stratégie française de traitement-recyclage des combustibles usés trouvera sa pleine mesure avec les réacteurs nucléaires à neutrons rapides de quatrième génération. Ils permettront de multirecycler (recycler sans limitation) le plutonium et de valoriser toute la ressource en uranium (y compris l'uranium appauvriet de retraitement). L'amont du cycle s'en trouvera ainsi simplifié (extraction minière, conversion et enri-
chissement seront supprimés). Sur le long terme, ils permettront d'envisager le recyclage de certains acti- nides mineurs, réduisant ainsi la radiotoxicité à long terme des déchets.Infographie
: Fabrice Mathé - Texte : Aude GanierMinerai
Yellow cake
UF 6Uranium appauvriUF
6 enrichi 238U 235
U