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Nouvelle avancée pour les déchets nucléaires : La vitrification de l’iode 129 - Par : Hanen Hattab,

Nouvelle avancée pour les déchets nucléaires : La vitrification de l’iode 129


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Les accidents et les activités nucléaires (principalement celles des usines de La Hague (France) et de Sellafield (Grande Bretagne) qui ont débuté à partir des années cinquante ont contaminé l’Atlantique Nord à cause de fuites d’iode 129 (I 129) et d’autres radioéléments comme le tritium. Une étude récente regroupant des chercheurs canadiens, allemands et américains a révélé les effets dramatiques de l’I 129 sur la circulation océanique de l’Atlantique. Le chercheur Ashutosh Goel a réussi récemment à trouver le moyen le plus efficace et le moins dangereux de conditionner l’I 129, un des éléments radioactifs les plus difficiles à isoler.

Le stockage à long terme des déchets radioactifs

La diversité des déchets radioactifs implique des méthodes de conditionnement, de stockage, de transport et d’entreposage appropriées à leurs propriétés physicochimiques et leurs toxicités. Qu’ils soient stockés en surface (généralement en cas de stockage temporaire), à faible profondeur, en couche géologique profonde ou par évacuation spatiale, les déchets doivent être enchâssés efficacement afin d’éviter leur dispersion dans l’écosystème. Avant de se pencher sur la technique de conditionnement créée par Goel, présentons brièvement les techniques de conditionnement utilisées de nos jours.

Les méthodes de solidification

C’est le combustible nucléaire irradié qui contient les plus hauts niveaux de radioactivité. Pour le transformer en substance qui peut être stockée sans risques, ni gestion coûteuse à long terme (comme c’est le cas pour les déchets stockés sous forme de solution aqueuse d’acide nitrique dans des cuves en acier), la méthode de solidification choisie doit :

  • Conserver son intégrité mécanique
  • Résister à l’irradiation
  • Avoir un taux de lixiviation très faible
  • Avoir une conductivité thermique adéquate.

Les méthodes de solidification (ou de conversion des déchets en verre et en céramiques) des déchets nucléaires remplacent de plus en plus l’enrobage, c’est-à-dire l’enveloppement des substances par un matériau isolant couplé au stockage dans des contenant depuis déjà une vingtaine d’années, et ce, parce que les verres et les céramiques sont des matériaux qui présentent les propriétés citées plus haut.
Les procédés de solidification existants sont :

  • La calcination
  • Le procédé d’absorption (pour l’obtention d’un produit céramique)
  • La vitrification.

Notons que le processus de vitrification ne survient qu’en présence de certains éléments. En effet l’introduction des radionucléides au moment de la fusion nécessite certains types d’élément dans une proportion définie pour qu’ils puissent être intégrés à la structure vitreuse. En raison de cette condition chimique, la vitrification de l’I 129 n’est pas encore utilisée par les sites de traitement des déchets nucléaires.

Nouvelle avancée dans le vitrification de l’I 129

La période de vie du radio-isotope l’I129 est très longue. Elle est estimée à 15,7 millions d’années. Les essais nucléaires atmosphériques qui ont eu lieu pendant la période 1945-1962 ont libéré 4 ×1011 Bq de ce radionucléide dont la quasi-totalité est présente dans les sols un peu partout dans la planète et dans les océans. Étant dispersé dans les liquides, les gaz et les solides et rapidement absorbable par les végétaux et les animaux, l’I 129 peut facilement toucher l’être humain. Il est un des isotopes les plus radiotoxiques et s’accumule rapidement dans la thyroïde, provoquant le cancer.

La vitrification de l’iode 129 radioactif par la méthode classique n’est pas très efficace en raison de sa faible solubilité dans les masses fondues du silicate. Notons aussi que les procédés de vitrification nécessitent une haute température, condition qui rend l’environnement de traitement de déchets radioactifs encore plus dangereux.

Goel, un ingénieur en sciences des matériaux qui a obtenu une thèse sur les verres et les verres-céramiques à l’Université de l’Aveiro au Portugal en 2009, a résolu une double difficulté, à savoir confiner l’I 129 dans le verre et dans l’apatite sans avoir recours à une haute température. Il a travaillé entre mars 2011 et avril 2012 dans le Laboratoire national du Pacifique nord-ouest du Ministère américain de l’énergie (Pacific Northwest National Laboratory) sur l’immobilisation des déchets radioactifs de haute et de faible activité dans les verres. Il a entamé ses recherches universitaires sur l’I 129 à la Rutgers School of Engineering en 2014. Ses recherches portent aussi sur le conditionnement de l’alumine et du sodium dans le verre borosilicate. Ses méthodes de vitrification seront utilisées au complexe nucléaire de Hanford (l’État de Washington) en 2023.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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