La solution de dissolution, obtenue à partir du combustible usé hors éléments de structure, est traitée afin de séparer les matières valorisables des déchets ultimes. Trois flux sont ainsi générés :
- Uranium (U) : environ 95 % de la masse ;
- Plutonium (Pu) : environ 1 % de la masse ;
- Produits de Fission (PF) et Actinides Mineurs (AM) : environ 4 % de la masse.
Note : l’unité tonnes de métal lourd (tML) ne comptabilise que les tonnes de métal, et non les masses d’oxygène par exemple. Cette unité présente l’avantage de ne pas dépendre de la forme physique de la matière, qui varie tout au long des opérations du cycle.
Procédé de l'usine de la Hague
Flux générés
⚠️La composition du combustible usé dépend de différents paramètres, dont sa composition initiale (avant son passage en réacteur), sa durée d’irradiation en réacteur ou encore la durée d’entreposage une fois sorti du réacteur. Les données présentées ci-dessous (combustible UNE usé après 5 ans d’entreposage) sont approximatives et varient selon les assemblages, elles ne présentent que des ordres de grandeur.
A la sortie de l’usine de la Hague, l’URT se présente sous forme liquide de nitrate d’uranyle. Il est ensuite oxydé sous forme d’U3O8, une forme très stable.
Chaque année, environ 10,8 tonnes de plutonium sont produites à l’usine de retraitement de la Hague. L’essentiel des isotopes du plutonium sont des émetteurs de rayonnements alpha. Ce type de rayonnement est peu pénétrant car il est facilement arrêté par les parois fines, telle qu’une feuille de papier. Cependant, s’il est inhalé ou ingéré, il irradie directement les cellules des organes qui sont en contact avec lui (ou qu’il a pénétrées). Le PuO2 produit est une poudre de cristaux noirs.
La plupart des produits de fission se fixent dans le combustible sous forme d’oxydes solides mais certains sont liquides ou gazeux (donc plus mobiles) comme l’iode ou les gaz rares. Les produits de fission sont radiotoxiques mais généralement de période plus courte que les actinides. Ils contribuent à la radioactivité à court et moyen termes des déchets radioactifs de haute activité produits par le combustible nucléaire.
Les actinides mineurs ne représentent que de l’ordre du millième de la masse des combustibles usés. Leur radioactivité et leur puissance thermique décroît lentement et ils sont donc à l’origine de l’essentiel de la radioactivité à long terme des déchets radioactifs. Au plan de la radiotoxicité, les actinides mineurs sont des émetteurs alpha, avec des émissions de forte énergie.
⚠️La composition massique est très différente de la composition en terme d’activité radioactive ou de puissance thermique dégagée. Les PF représentent la majorité de l’activité et de la puissance thermique émise, suivis par le plutonium et les AM. L’uranium ne joue ici qu’un rôle marginal.
⚠️La composition du combustible usé dépend de différents paramètres, dont sa composition initiale (avant son passage en réacteur), sa durée d’irradiation en réacteur ou encore la durée d’entreposage une fois sorti du réacteur. Les données présentées ci-dessous (combustible UNE usé après 5 ans d’entreposage) sont approximatives et varient selon les assemblages, elles ne présentent que des ordres de grandeur.
Procédé d'extraction-séparation mis en œuvre à l'usine de la Hague
La vidéo ci-dessous présente le procédé d’extraction-séparation mis en œuvre à l’usine de la Hague :
- AM : Actinides mineurs ;
- CSD-C : Conteneur standard de déchets compactés ;
- CSD-V : Conteneur standard de déchets vitrifiés ;
- MOX : Mélange d’oxydes (d’uranium et de plutonium) ;
- PF : Produits de fission ;
- TBP : Tributylphosphate (solvant) ;
- tML : tonne de métal lourd ;
- TPH : Tétrapropylène hydrogéné (diluant).