Et maintenant, je termine le sujet avec un aperçu de la pratique et des perspectives d'utilisation et d'élimination possible de DUHF, la publication d'un entretien avec l'auteur du rapport de Bellona sur DUHF, Alexander Nikitin, une discussion sur la composante sociale de cette histoire et des conclusions sur les 4 parties. Alors allons-y.
Collage pour la 4ème partie: Greenpeace, ZOU, MOX-fuel, A. Nikitin.
État et utilisation DUHF
J'ai déjà parlé en détail de l'objectif principal des «queues riches» - DUHF avec une teneur en isotope U-235 de 0,2-0,25%. Il est utilisé comme source secondaire d'uranium pour obtenir du combustible pour les centrales nucléaires modernes. À partir du volume de DUHF qui est actuellement transporté depuis l'Allemagne, il est possible de fournir un approvisionnement annuel en combustible pour 10 centrales nucléaires qui peuvent remplacer la moitié des cogénération au charbon en Allemagne et, par conséquent, réduire les émissions de CO2. Il n'y a donc pas de questions ici, le DUHF avec une telle teneur en U-235 est une matière première précieuse, tout le monde ne peut pas en bénéficier économiquement (j'ai donné les calculs économiques ici ).
Par conséquent, il n'est pas surprenant que dans la plupart des documents internationaux ( par exemple, ici) et des organisations internationales, le DUHF est considéré comme une source secondaire majeure d'uranium dans le présent et une matière première potentiellement précieuse pour l'avenir. Cependant, on ajoute à juste titre partout que les possibilités d'utilisation de cette matière première dans le futur dépendront fortement de nombreux facteurs, difficiles à prévoir jusqu'à présent, et il est possible qu'elle soit enterrée.
Même dans l'exemple le plus populaire de l'utilisation du DUHF comme matière première pour le réenrichissement de l'uranium décrit ci-dessus, on peut voir que si loin de tous les pays peuvent le faire technologiquement, cela n'est pas économiquement justifié partout, et tout le monde n'a pas du tout un tel besoin. Par conséquent, il est presque courant qu'il s'agit d'un matériau qui doit encore être stocké en toute sécurité et à moindre coût pendant une longue période (environ 100 ans), pour rechercher son utilisation et si la demande augmente ou non à l'avenir - on le verra là-bas.
Dans le même temps, la situation est différente dans différents pays pour des raisons historiques, technologiques et économiques, par conséquent, différentes nuances intéressantes découlent de ce concept au niveau national. Par exemple, la Russie, la France et la Grande-Bretagne considèrent le DUHF (ou plutôt l'uranium appauvri) comme une ressource précieuse pour l'avenir ou l'utilisent déjà dans le présent. Aux USA, une partie du DUHF est vraiment reconnue comme un déchet (nous verrons pourquoi ci-dessous), en Allemagne un tel scénario est le plus probable (enfin, il n'y a généralement pas de perspectives pour l'atome, donc ce n'est pas surprenant).
Il existe de nombreuses options pour utiliser l'uranium appauvri de DUHF, certaines d'entre elles ont été utilisées dans l'industrie (agents de pondération dans l'aviation, la construction navale et même dans la formule 1), certaines ont été utilisées à des fins militaires (noyaux pour projectiles et charges de blindage, ainsi que des éléments de bombes thermonucléaires), d'autres Des directions prometteuses sont à l'étude (en tant que matériau de radioprotection pour diverses tâches, pour une utilisation dans les semi-conducteurs, les catalyseurs ou les sorbants), etc. Mais néanmoins, les volumes de cette utilisation sont petits, et la partie (militaire) est généralement une perspective que je ne veux pas envisager. Mais regardons de plus près la direction, avec le développement de laquelle les espoirs des scientifiques atomiques sont largement liés.
Carburant MOX
En plus d'utiliser le DUHF pour l'extraction supplémentaire du 235e isotope d'uranium, il peut être utilisé comme combustible pour les centrales nucléaires et d'une autre manière - comme source du 238e isotope d'uranium dans le combustible MOX. Le MOX est un combustible fabriqué à partir d'un mélange d'oxydes de plutonium séparés du combustible nucléaire usé (SNF) et d'oxydes d'uranium, généralement juste épuisés, obtenus à partir des mêmes stocks de DUHF. Dans un réacteur nucléaire typique, en plus de la fission de l'isotope de l'uranium U-235, le plutonium Pu-239 est formé par la capture de neutrons par l'isotope U-238. Dans ce cas, le Pu-239 se comporte de manière très similaire à l'U-235 - il se sépare également par des neutrons thermiques avec une libération d'énergie similaire. En moyenne, dans le combustible de la centrale nucléaire pendant son fonctionnement, 2/3 de l'énergie est libérée en raison de la fission de l'U-235, et jusqu'à 1/3 de l'énergie est due à la désintégration du Pu-239 qui s'y forme. Dans le SNF déchargé de plutonium non brûlé - jusqu'à 1% en poids,un peu comme le U-235 non brûlé.
Chaque année, environ 70 tonnes de plutonium sont extraites des réacteurs des centrales nucléaires avec SNF. En principe, s'il était isolé et transformé en combustible MOX, il suffirait alors de charger jusqu'à 20% de toutes les centrales nucléaires. L'implication du plutonium dans le cycle du combustible permet donc une utilisation plus efficace des ressources combustibles utiles - à la fois l'uranium et le plutonium. Et en fait, l'attitude vis-à-vis du combustible nucléaire usé (retrait / non-retrait) longe approximativement la même frontière dans différents pays que le DUHF, et en fait aussi pour tout le reste - s'il existe des technologies et permettent de manipuler la substance et d'extraire les composants utiles - alors ce n'est pas un départ, sinon, alors tout est plus compliqué. Un nombre très limité de pays sont capables de traiter simplement le combustible nucléaire usé, ainsi que d'enrichir l'uranium efficacement et en grandes quantités.
Passant de la théorie à la pratique, il faut rappeler la première actualité mentionnée dans l'avertissement du dernier article. En janvier, le premier lot de combustible MOX a été chargé dans le réacteur BN-800 de l'unité de puissance n ° 4 de la centrale nucléaire de Beloyarsk , et en juin, un chargement complet a été préparé pour l'ensemble du cœur du réacteur, auquel il sera transféré d'ici 2022.
Réacteur BN-800 à la centrale nucléaire de Beloyarsk. Photo de l'auteur, qui habite à 30 km.
Ainsi, les histoires selon lesquelles Rosatom accumule des réserves d'uranium appauvri pour ensuite les utiliser dans un cycle du combustible fermé dans des réacteurs rapides (et dans les plans également dans des réacteurs conventionnels) ne parlent pas seulement de l'avenir, comme le dit Greenpeace. Cela se produit déjà. Oui, bien sûr, l'utilisation de ce carburant est rare par rapport aux stocks cumulés de DUHF - des dizaines de tonnes par an contre environ un million de tonnes de DUHF accumulé. Avec un tel taux d'utilisation, les réserves DUHF dureront des centaines de milliers d'années. Néanmoins, c'est une technologie qui fonctionne, pas un fantasme. A moyen terme, seuls les BN-1200 et BREST-OD-300 et le MBIR de recherche brillent derrière les réacteurs en fonctionnement BN-600 et BN-800. A l'étranger, les plans «rapides» sont encore limités aux unités de réacteurs... Les projets d'introduction à grande échelle de réacteurs rapides dans la seconde moitié du XXIe siècle ne sont encore qu'en Chine (et en partie en Russie, mais seulement selon les déclarations), qui est toujours la locomotive du développement de l'énergie nucléaire mondiale. Cependant, dans des conditions favorables, les réacteurs rapides peuvent avoir une seconde chance. En particulier, au moins 4 des 6 directions prometteuses du bâtiment des réacteurs de quatrième génération sont précisément des réacteurs rapides.
Assemblage combustible (FA) pour le réacteur BN-800. Source .
Cependant, le combustible MOX est utilisé non seulement dans les réacteurs rapides, mais aussi dans les centrales nucléaires conventionnelles, dans l'ingénierie de l'énergie nucléaire thermique. Aujourd'hui, jusqu'à 5% du nouveau combustible utilisé par les centrales nucléaires dans le monde et jusqu'à 10% en France (dans 24 réacteurs) est du combustible MOX.
En général, la France est le leader ici, sa plus grande usine de retraitement SNF à La Hague traite jusqu'à 1 700 tonnes de combustible nucléaire usé par an, soit environ 70% de tout le combustible nucléaire usé en Europe occidentale. Dans le même temps, la part du nucléaire français en Europe est d'environ 55%. Ainsi, ils traitent non seulement leur propre carburant, mais aussi du carburant d'Allemagne, de Suisse, de Belgique, des Pays-Bas, d'Italie et même pas d'Europe - du Japon et de Chine. Il est vrai que l’ampleur de l’utilisation du plutonium de ce combustible pour la production de MOX n’est pas aussi grande qu’elle pourrait l’être - pas plus de 200 tonnes de combustible par an. Ainsi, lorsque Greenpeace déclare qu'aucun pays au monde ne transporte de déchets nucléaires (et qu'ils appellent aussi déchets de combustible nucléaire usé, comme DUHF), vous pouvez leur rappeler en toute sécurité le retraitement du combustible nucléaire usé en France. Et ceci malgré le fait que la radiotoxicité du combustible nucléaire usé est incomparablement supérieure à celle du DUHF.
La plus grande usine de retraitement de SNF au monde La Hague, Orano, France. Source .
La Russie prévoit également d'étendre l'utilisation du combustible MOX avec une transition progressive vers l'énergie nucléaire à deux composants (voici une présentation intéressante à ce sujet ) - avec des réacteurs thermiques et rapides. Des réacteurs rapides sont nécessaires ici pour améliorer la composition isotopique du plutonium et sa production accrue. Cependant, dans ce système à deux composants, il est prévu de se concentrer principalement sur le retraitement du SNF pour le combustible REMIX (un mélange indivis d'uranium et de plutonium séparé du SNF avec l'ajout d'uranium enrichi) pour les réacteurs VVER. Un centre expérimental pour une nouvelle technologie de retraitement SNF est en cours de mise en service à Zheleznogorsk... Tout cela permettra non seulement d'inclure les isotopes fissiles de l'uranium et du plutonium du combustible usé dans le cycle du combustible, réduisant ainsi l'utilisation des ressources en uranium frais jusqu'à 20%, mais aussi de résoudre le problème de la gestion des SNF, réduisant considérablement le volume de stockage des déchets de haute activité (jusqu'à 100 fois) et qu'ils représentent une menace (de centaines de milliers d'années à des centaines d'années).
C'est donc aussi une histoire sur l'utilisation rationnelle des ressources, la réduction des risques et des dommages à l'environnement, pour laquelle les militants écologistes défendent. Et en même temps, c'est une histoire sur un changement de visage de l'énergie nucléaire et la solution de ses problèmes actuels (comme la gestion du combustible nucléaire usé), que les militants anti-nucléaires n'aiment plus du tout.
Au total, seulement environ 2000 tonnes de combustible MOX ont été utilisées dans le monde à ce jour, et la capacité de production annuelle en Russie, en France, en Angleterre et au Japon ne dépasse pas 400 tonnes. Cela signifie que les réserves de DUHF existant dans le monde (environ 2 millions de tonnes) avec le volume d'utilisation actuel suffiront pour des dizaines de milliers d'années. Dans le même temps, environ 50 à 60 000 tonnes d'uranium sont extraites et utilisées chaque année, dont la majeure partie est également convertie en hexafluorure pour l'enrichissement, ce qui signifie que jusqu'à 90% de son volume entre dans la catégorie DUHF, reconstituant ses réserves mondiales.
De ce qui précède, nous devons honnêtement énoncer au moins 3 faits:
- Il est maintenant difficile de dire sans équivoque si le volume d'utilisation de DUHF sous forme de combustible MOX augmentera ou diminuera de manière significative à l'avenir à l'échelle mondiale. De nombreuses prévisions et facteurs influent sur cela. Mais la Russie et un certain nombre d'autres pays ont des plans pour une telle expansion.
- Les réserves DUHF existantes au taux d'utilisation actuel dureront des milliers d'années.
- Le taux de formation du nouveau DUHF dépasse le taux de son utilisation.
Cela signifie-t-il que les volumes de DUHF accumulé ne font qu'augmenter? Curieusement, non. Voyons pourquoi.
Pour Uranus, oui. Hexafluorure - non
Pour être utilisés comme combustible nucléaire, des éléments lourds fissiles - uranium ou plutonium - sont nécessaires. Leur forme chimique (généralement des oxydes, ou à l'avenir des nitrures ou autres exotiques) joue un rôle dans la détermination des caractéristiques de densité et de résistance du combustible, mais est secondaire à ses propriétés nucléaires-physiques par rapport à la composition isotopique de la matière fissile. Par conséquent, dans les réserves DUHF, la valeur en tant que ressource combustible est précisément l'uranium. Et malgré la sécurité relative de la manipulation du DUHF, cette forme de fluorure chimiquement dangereuse n'est pas la meilleure solution pour le stockage à long terme.
Par conséquent, la tendance mondiale est à la déconversion, ou à la défluorisation des réserves DUHF, c.-à-d. conversion de l'hexafluorure d'uranium en une autre forme chimique - en oxyde-oxyde d'uranium (ZOU ou U3O8). Le ZOU est un composé thermiquement et chimiquement stable, insoluble dans l'eau et non volatil. La plupart sont destinés au stockage à long terme et même, si une telle tâche se présente, à l'inhumation, car ce n'est que l'une des formes les plus courantes de composés d'uranium dans la nature, et il est également moins radioactif que l'uranium naturel. Dans ce cas, en plus des oxydes d'uranium, d'autres produits contenant du fluor sont obtenus à partir d'hexafluorure lors de la déconversion. Par exemple, le même fluorure d'hydrogène anhydre HF utilisé dans l'industrie. Ainsi, l'hexafluorure d'uranium agit également comme une source secondaire de fluor, qui est maintenant extrait en Russie à partir de matières premières chinoises.
Ainsi, l'accumulation de DUHF dans le monde ne se produit pas précisément parce que le taux de son transfert vers l'OUF est comparable au taux de formation d'un nouveau DUHF - environ 60 mille tonnes par an. Et les taux de déconversion ne feront qu'augmenter, de sorte que dans les décennies à venir, les stocks mondiaux de DUHF seront convertis sous une forme plus sûre.
Capacités mondiales de déconversion du DUHF en oxyde-oxyde d'uranium. À l'heure actuelle, environ 25% des réserves mondiales de DUHF ont déjà été converties en une forme d'oxyde plus sûre. En France - 75%, en Russie et aux USA - environ 10%. Source .
Expérience française
Les Français sont les leaders de la déconversion. Ils doivent légalement convertir les stocks de DUHF en oxyde nitreux pour un stockage à long terme, et ils ne sont pas considérés comme des déchets. La première unité puissante "W1" pour le transfert d'hexafluorure vers la ZOU a été développée et lancée déjà en 1984. Sa productivité est de 10 mille tonnes. DUHF par an. Plus tard, une deuxième unité "W2" a été construite avec la même capacité. La capacité de déconversion en France dépasse déjà le volume des nouvelles formations DUHF, leurs stocks de DUHF diminuent donc. Selon diverses estimations, jusqu'à 300 000 tonnes de DUHF (pas seulement français) en France ont déjà été converties en une forme plus sûre d'oxydes.
Les stocks reçus de ZOO sont stockés dans des conteneurs métalliques DV-70 d'une épaisseur de paroi de 5 mm, d'un volume de 3 m3 et contenant 10 tonnes de ZOO. Les conteneurs sont stockés sur plusieurs niveaux dans des hangars de deux centrales nucléaires françaises, à Bessines et au Tricastin. Dans le même temps, sur 10 tonnes de DUHF, 8 tonnes d'OUF sont obtenues, et compte tenu du conditionnement plus compact de l'OUHF, il occupe également 5 à 6 fois moins de surface lors du stockage.
Stockage ZOU en France. Ils sont stockés dans de telles piles dans des hangars légers des centrales nucléaires en tant que stock et matière première pour l'avenir, car l'industrie nucléaire française et l'énergie ont encore des projets pour cet avenir. Sources photographiques ( 1 et 2 ).
Expérience Urenco
Urenco est le deuxième acteur mondial de l'enrichissement d'uranium après notre TVEL (filiale Rosatom). J'ai écrit à leur sujet en détail dans les articles précédents. Ils ont trois usines en Europe - au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Allemagne. Ils travaillent dans différents pays et leurs clients sont partout dans le monde. Cette société commerciale opère donc depuis près d'un demi-siècle sous toutes les lois internationales et nationales. En même temps, il ne s'agit pas d'une société d'État nucléaire ou d'une société nationale de quelqu'un, comme en Russie, en France ou en Chine, qui, en plus de résoudre des problèmes commerciaux, sont engagées dans la préparation et la mise en œuvre d'une stratégie de développement des industries nucléaires dans leurs pays et sur les marchés mondiaux (avec tous les avantages et les inconvénients de cette approche) ... Urenco est une entreprise dont l'activité principale est précisément l'enrichissement d'uranium pour les centrales nucléaires commerciales utilisant leur technologie de centrifugation brevetée.Le reste leur est secondaire. Par conséquent, ils gagnent simplement de l'argent sur ce qu'ils font bien et en profitent, dans la mesure du possible, pour eux et leurs partenaires. Ce n’est ni meilleur ni pire que d’autres approches, c’est juste une réalité et une caractéristique qu’il faut comprendre quand on parle du marché des matières nucléaires et de l’enrichissement de l’uranium.
Ainsi, quand Urenco était rentable, ils envoyaient une partie de leur DUHF en France pour déconversion. Sur les 300 000 tonnes d'hexafluorure traitées par les Français, 46 000 tonnes. (en termes d'uranium métal) est un DUHF de l'Urenco européen, traité sous contrats de 2003 à 2014 . Urenco a pris le ZOU résultant et l'a remis à l'organisation néerlandaise de gestion des déchets radioactifs CORVA, encore une fois, le considérant comme bénéfique pour lui-même. Après tout, Urenco n'a aucun projet pour la production future de combustible MOX.
À propos, les descendants de Rembrandt, Bosch et d'autres Bruegel du CORVA néerlandais ont abordé la question de la conception de leurs installations de stockage de déchets et de matières radioactifs de manière très créative - le besoin de coordination et d'approbation des communautés locales l'a obligé (nous l'aurions voulu!). Par conséquent, ils les ont rendus symboliquement beaux à l'extérieur et, à l'intérieur, ils ont généralement ouvert une succursale de musées locaux et une galerie d'art .
Il s'agit d'un bâtiment destiné aux déchets de haute activité générés lors du retraitement en France du combustible de la seule centrale nucléaire aux Pays-Bas de Borsele (d'une capacité de seulement 440 MW, et il se trouve juste là) et le seul réacteur de recherche néerlandais. Au fil du temps, le bâtiment sera repeint dans une couleur moins vive, symbolisant une baisse progressive de la production de chaleur et de l'activité des déchets.
Et c'est une galerie d'art organisée juste à l'intérieur de l'installation de stockage des déchets radioactifs. Une excellente façon de combiner travail et plaisir est de toucher l'art et de voir que RAO ne fait pas peur. Et cela est important pour les employés et les visiteurs.
Et dans ce bâtiment (le projet et le rendu sont présentés ici) pendant environ 100 ans, l'uranium appauvri sera stocké sous forme de ZOU. La façade abrite le plus grand cadran solaire d'Europe du célèbre artiste néerlandais William Verstraeten . Ils symbolisent l'importance du temps dans la gestion des déchets et matières radioactifs.
D'ici 21 h 30, les Pays-Bas devraient mettre en service un site de stockage en profondeur pour les déchets radioactifs. Alors que le projet de référentiel OPERA ressemble à ceci... Si à ce moment-là les ZOU ne sont pas utilisées, elles y seront également placées. Dans le même temps, le prix d'émission est de 2 milliards d'euros. Cela en termes d'un kg d'uranium appauvri - environ 7,7 euros par kg.
Un autre exemple de l'approche pragmatique d'Urenco est la décision en 2010 de construire elle-même une usine de déconversion sur le site de Cuipenhurst (Royaume-Uni) - Tails Management Facility (TMF)... En 2020, il devrait être entièrement lancé. Peut-être ont-ils ainsi décidé d'économiser sur les services de déconversion français (bien qu'ils leur aient acheté la technologie, comme tout le monde), peut-être ont-ils décidé de gagner de l'argent sur des services similaires pour la British Nuclear Decommissioning Authority (NDA), qui a ses propres réserves DUHF restantes. issu des travaux de l'usine anglaise de diffusion gazeuse de Kaipenhurst, qui était en service avant de rejoindre le site d'Urenco. Ce n'est pas un hasard si l'usine de déconversion a été construite sur le site britannique d'Urenco, et non en Allemagne ou aux Pays-Bas, où il n'y a pas de telles réserves. Les réserves totales de DUHF à Kaipenhurst, d'Urenco et de NDA - environ 130 mille tonnes.Et la nuance est que maintenant Urenco DUHF d'Allemagne et des Pays-Bas sera également envoyé ici pour déconversion. Et où Greenpeace dit-elle que personne, à part le «dépotoir nucléaire» de la Russie, ne s'approprie le DUHF étranger? Ils les transportent depuis de nombreuses années et dans le plein respect des règles et lois internationales.
À propos, les Britanniques aussi DUHF et le ZOU qui en sont issus ne considèrent pas les déchets. Après retraitement, l'uranium appauvri appartenant à la NDA restera à Kaipenhurst pour un stockage à long terme sous la direction d'Unenco, ainsi qu'une partie de la propre OU d'Urenco. L'énergie nucléaire au Royaume-Uni se développe et ils investissent dans la recherche sur la façon d'utiliser l'uranium appauvri.
En Allemagne, l'attitude vis-à-vis de l'énergie nucléaire est la plus négative des pays où Urenco opère. Par conséquent, alors que leur uranium appauvri de Gronau sera converti en forme de RAM pour un stockage à long terme, puis, très probablement, ils seront éliminés en tant que déchets de faible activité, pouvant atteindre 100 000 tonnes. Cependant, jusqu'à présent, même en Allemagne, le DUHF, la RAM et l'uranium appauvri n'ont pas le statut de déchets radioactifs.
Et oui, l'idée d'envoyer une partie de DUHF pour le ré-enrichissement en Russie est aussi une décision pragmatique d'Urenco, mutuellement bénéfique pour Rosatom, puisque Urenco récupère 30% de cet uranium sous forme d'équivalent naturel, se débarrasse de l'uranium appauvri deux fois (oui, cette motivation est probablement également présente), et Rosatom gagne en enrichissement et obtient ce qu'il considère comme une ressource. Dans le même temps, la pratique lorsque la partie appauvrie de l'uranium reste à l'usine d'enrichissement est mondiale, il s'agit simplement de DUHF après enrichissement d'uranium naturel, et en Russie - également après enrichissement de DUHF.
Expérience aux USA
Aux États-Unis, l'approche du statut du DUHF est double, car il y a DUHF, qui a des propriétaires différents - privés et étatiques. Ils ont deux grandes usines d'enrichissement d'uranium à diffusion fermée à Paducah et à Portsmouth, qui appartiennent au ministère de l'Énergie (DOE). Ci-dessus, j'ai montré une photo de leurs entrepôts depuis les satellites. Ils accumulent les principales réserves de DUHF aux États-Unis - environ 800 000 tonnes. En 2004, ils ont adopté un plan de la mission du bureau de projet de Portsmouth / Paducah ( mission du bureau du projet de Portsmouth / Paducah ) pour le démantèlement de l'usine et la gestion des stocks du DUHF . Le programme suppose la déconversion du DUHF dans le ZOO avec la production associée de produits fluorés et la libération de conteneurs du DUHF, soit plus de 60 000 conteneurs en acier. Dans le même temps, après la défluoration du DUHF, ils prévoient deplacer l'uranium appauvri (UD) sous forme d'oxyde pour un stockage à long terme sur trois sites adaptés au stockage des déchets radioactifs (RW). Cependant, ils n'ont finalement pas décidé quoi en faire et ne se réfèrent pas à RW par défaut, estimant son utilisation ultérieure possible. Et ils ont même lancé tout un programme de recherche sur les modalités de son utilisation future .
Installation de stockage DUHF aux USA. Source .
Il est curieux qu'environ 20% de leurs réserves DUHF sont des résidus plutôt «riches» - plus de 0,34%. Ceux. Il s'agit d'une matière première assez intéressante d'un point de vue économique, à partir de laquelle jusqu'à 40 000 tonnes d'équivalent d'uranium naturel peuvent être obtenues - sa production presque annuelle dans le monde entier. Mais ils n'ont pas leurs propres capacités libres et le réenrichissement de leurs résidus en Russie, comme le font les Européens, est légalement limité aux États-Unis. Mais ils n'excluent pas la possibilité d'un enrichissement supplémentaire du DUHF dans le cas où ils auraient de nouvelles technologies et souhaiteraient le faire. En particulier, le DOE prévoit de transférer jusqu'à 300 000 tonnes d'ici 40 ans. DUHF (environ 40% des réserves) au futur consortium Global Laser Enrichment (GLE) , qui développe une technologie prometteuse pour la séparation isotopique laser. Les choses GLE pendant qu'il y en a tellement, mais l'intention et l'échelle sont importantes - le DOE considère au moins 300 000 tonnes de DUHF (37% des réserves) comme des matières premières pour le réenrichissement, et non comme des déchets.
Mais en plus des anciennes réserves fédérales, il existe également de nouveaux DUHF aux États-Unis, qui sont générés par des sociétés privées d'enrichissement. Plus précisément, il s'agit d'une usine d'enrichissement d'Urenco USA (voir article précédent ). Et pour ces commerçants privés (actuels et futurs), les États-Unis ont décidé de les laisser décider quoi faire avec DUHF: ils trouveront comment l'utiliser de manière rentable, s'il vous plaît, et sinon, ils se sont retrouvés avec la possibilité de retourner DUHF et de l'uranium appauvri à Propriété du DOE au statut de déchets faiblement radioactifs. Et Urenco a décidé, avant même la construction de l'usine, que ce serait plus rentable pour eux et qu'ils le feraient. Et exactement ce qu'ils ont le droit de faire et confirmé par le mémorandum de 2005concernant les déchets de l' usine d'Urenco USA (alias LOUISIANA ENERGY SERVICES, LP ). Mais Greenpeace aime se référer à ce mémorandum comme confirmation que, depuis 2005, le DUHF serait classé comme déchet radioactif aux États-Unis. Tout, comme on peut le voir, est un peu plus compliqué. Du moins pour autant que je puisse le comprendre, même si je n'exclus pas que j'ai mal compris quelque chose.
À propos, la capacité totale maximale des unités de déconversion DUHF aux États-Unis est d'environ 22 000 tonnes. dans l'année. Mais jusqu'à présent, depuis 9 ans, ils ont converti sous forme d'oxydes un peu plus de 70 mille tonnes de DUHF , ce qui est encore moins qu'en Russie sur la même période. Le raffinage de toutes les réserves aux États-Unis devrait prendre au moins 30 ans supplémentaires.
Expérience et projets de la Russie
En Russie, au JSC PO ECP de Zelenogorsk, une unité de déconversion et de défluoration du DUHF fonctionne depuis 2009 avec la même technologie française, et elle s'appelle "W-ECP", par analogie avec le "W" français, en fin d'année dernière il environ 100 000 tonnes ont déjà été converties sous la forme ZOU . DUHF , c'est-à-dire plus de 10% des réserves russes. Dans le même temps, 52 000 tonnes d'acide fluorhydrique et plus de 10 000 tonnes de fluorure d'hydrogène anhydre HF ont été reçues et expédiées aux consommateurs. En partie, ils sont utilisés pour reconvertir l'uranium naturel pour l'enrichissement. Cela élimine le besoin d'acheter de la fluorine en Chine - la principale matière première pour la production de fluor en Russie.
Installation "W-EKhZ" à Zelenogorsk, qui compte déjà 100 000 tonnes. DUHF a été transféré à ZOU.
Rosatom a un programme pour la manipulation sûre du DUHF, qui a été discuté en détail et même ajusté au cours des six derniers mois dans le cadre des travaux du Conseil public de Rosatom et de ses groupes de travail sur ce sujet, y compris avec la participation de représentants de Greenpeace. Selon le programme, d'ici 2024, une autre unité de déconversion W2-EKhZ sera mise en service. Un contrat pour celui-ci avec la société française Orano pour 40 millions d'euros a déjà été signé ) en décembre 2019. Et d'ici 2028, W3-EKhZ sera également mis en service, ce qui augmentera la capacité de défluoration à Zelenogorsk jusqu'à 30 mille tonnes / an.
Les conteneurs reçus DV-70 avec ZOU à Zelenogorsk sont les mêmes qu'en Europe.
En parallèle, d'ici 2026, deux unités W seront implantées à Novouralsk. Le design a déjà commencé là aussi... Ainsi, la capacité totale de défluoration du DUHF en Russie s'élèvera à 50 000 tonnes. par an - ce qui sera plus que tout autre pays du monde. Dans le même temps, nos propres technologies de défluoration sont en cours de développement, mais jusqu'à présent, elles n'ont pas trouvé d'application à grande échelle. Tous ces plans permettront de transférer tous les stocks de DUHF dans une forme sûre d'oxyde d'uranium-oxyde d'ici 2057. La version originale du programme d'il y a six mois supposait que la liquidation des réserves se ferait d'ici 2080, de sorte que la discussion est allée au profit du programme et a raccourci cette période.
En outre, il est prévu de liquider deux des quatre sites de stockage d'uranium appauvri actuellement existants - à Seversk et Angarsk, en ne laissant que deux, où se trouveront des unités de défluoration - à Novouralsk et Zelenogorsk.
Comme vous pouvez le voir, le programme de gestion du DUHF en Russie est plutôt au niveau mondial. Une autre serait de rendre les installations de stockage belles comme aux Pays-Bas et de lancer une série de réacteurs rapides ...
Combien ça coûte?
C'est une question importante que, malheureusement, Rosatom ne veut pas vraiment divulguer, ainsi que les détails commerciaux des contrats avec Urenco. Tout ce qu'ils disent, c'est que le processus de transfert du DUHF vers ZOO est certainement coûteux, et même la vente de sous-produits sous forme de fluorure d'hydrogène et d'acide fluorhydrique ne porte pas ses fruits. Mais ils sont prêts à assumer ces coûts sur leurs bénéfices, y compris dans le coût des produits, dans le cadre de la mise en œuvre de la politique environnementale. Si l'on considère la taille du contrat de fourniture d'une unité «W» à 40 millions d'euros , le coût total de la déconversion pour près d'un demi-siècle (de 2010 à 2057) sera d'au moins 200 millions d'euros. Avec un bénéfice net annuel de TVEL d'environ 1 milliard de dollars, c'est un montant considérable.
Dans le même temps, la question du coût d'un stockage supplémentaire n'est pas non plus divulguée. Cependant, je pense que ce n'est pas très gros, car Les exigences de maintenance sont encore plus faibles ici que pour DUHF en raison de la forme inerte du ZOO, et les coûts de sécurité ne devraient pas augmenter, car les entrepôts seront toujours dans la zone protégée des complexes industriels sécurisés dans les villes fermées.
Et si vous devez enterrer?
Une question distincte, que Greenpeace pose à juste titre, est de savoir quel sera le coût d'enfouissement des réserves d'uranium appauvries au cas où elles ne seraient toujours pas utiles. Dans le même temps, il est apparemment supposé que, compte tenu de la désintégration de l'uranium-238 dans 4,5 milliards d'années, ce sera éternel, et donc infiniment coûteux. Rosatom préfère même ne pas en parler, ce qui est compréhensible, car leur stratégie implique son utilisation. Cependant, Bellona dans son rapport a essayé de faire des estimationsbasé sur quelques projets étrangers. Si nous ignorons l'étrange comparaison de l'UO et du combustible nucléaire usé, alors la fourchette du coût de l'élimination de l'uranium appauvri dans des sites de stockage proches de la surface et profonds (qui n'existent toujours pas) est de 1 $ à 30 $ par kg. Ceci est cohérent avec l'estimation des Pays-Bas pour l'enfouissement profond à 7,7 € / kg que j'ai cité ci-dessus. Et cela est tout à fait comparable au coût de l'élimination des déchets radioactifs de la 1ère classe de danger (la plus dangereuse après le retraitement SNF) en Russie, en supposant un stockage en profondeur - environ 1,4 million de roubles. pour 1 m3 . Mais il faut comprendre que les estimations supérieures sont associées à un enfouissement profond, typique des déchets de haute activité à vie longue, qui n'est pas entièrement applicable à l'uranium appauvri.
Essayons de comprendre à quoi doit se rapporter l'uranium appauvri. Les déchets radioactifs sont classés en fonction du niveau d'activité spécifique (le nombre de radionucléides qu'ils contiennent par unité de masse) et de leur demi-vie moyenne (courte, moyenne et longue). Ainsi, le plus dangereux est ce qui est obtenu lors du retraitement du combustible nucléaire usé - il existe toute une compote de radionucléides avec d'énormes activités spécifiques et avec des demi-vies très différentes (jusqu'à des centaines de milliers d'années), en plus, il dégage toujours de la chaleur, ce qui nécessite des traitement. Selon la classification russe, il s'agit de la 1ère classe de déchets déjà mentionnée, le prix de leur élimination est de près d'un million et demi de roubles pour 1 m3.Le prix ici est lié à la complexité du processus de stockage (évacuation de la chaleur) et aux exigences du site d'élimination - c'est le type de déchets qui est prévu pour être enfoui profondément sous terre partout dans le monde. À propos de ces enterrements, y compris le projet russe, j'ai déjàa écrit un article séparé .
Mais pour les spécialistes c'est une évidence, et pour le reste je vais maintenant montrer avec des chiffres que l'uranium appauvri (DUHF ou ZOU) et la 1ère classe de déchets radioactifs sont des choses complètement différentes. En moyenne, l'activité de l'uranium appauvri est d'environ 3-12 kBq / g , et c'est pratiquement l'activité d'un isotope naturel de l'uranium-238. L'activité spécifique de la 1ère classe RW peut être des milliers et des millions de fois plus élevée et être déterminée par des dizaines de radionucléides technogènes. Voici les critères d'attribution à certains RW adoptés en Russie:
Classement RW selon la législation russe ( Résolution du gouvernement de la Fédération de Russie du 19 octobre 2012 N 1069 ) Source du tableau .
On constate qu'en termes de teneur en émetteurs alpha, et que le principal composant de l'uranium appauvri est l'uranium 238, qui est un émetteur alpha, le matériau en discussion se réfère soit à des déchets de faible niveau (LAO) ou, dans les cas extrêmes, à des déchets radioactifs de moyenne activité (MWR), selon le matériau de la matrice. dans lequel l'enterrement est supposé.
Classification RW dans l' infographie de l'opérateur national de gestion RW en référence aux exigences d'organisation des installations de stockage pour différentes classes de RW . Au total, tous les déchets radioactifs en Russie sont divisés en 6 classes. Au fur et à mesure que le numéro de classe augmente, son «danger» diminue.
Compte tenu de la longue demi-vie de l'uranium-238 (4,5 milliards d'années), l'uranium appauvri peut très probablement être attribué à la 2e ou 3e classe de déchets radioactifs, en fonction de son activité spécifique. Si le ZOO avant l'enfouissement est comprimé et / ou inclus dans une matrice céramique ou autre et que sa densité augmente, il est tout à fait possible de l'introduire dans la 3ème classe de déchets radioactifs, qui doivent être placés dans une installation de stockage proche de la surface à une profondeur ne dépassant pas 100 m. Aux États-Unis, d'ailleurs, c'est l'élimination en surface qui est considérée comme l'option principale.
Je dirai tout de suite qu'il n'y a pas encore de tels points en Russie. Jusqu'à présent, un (à Novouralsk) fonctionne et plusieurs autres sont en cours de construction pour des RW à vie moyenne (jusqu'à 30 ans de demi-vie) de 3e et 4e classe . Autant que je sache, le NAO de 2e classe de longue durée (notre cas) ne peut pas être emmené là-bas.
Cependant, des tarifs pour la réception de différentes classes de RW existent déjà. Et ils incluent non seulement un transfert ponctuel de déchets radioactifs, mais également une maintenance pendant toute la durée de leur danger. Le coût d'élimination de 1 m3 de RW de 3ème classe est d' environ 170 mille roubles . Estimons grossièrement que le volume des réserves d'OCP, même sans compactage, sera d'environ 220 000 m3 (800 000 tonnes de DUHF = 640 000 tonnes d'OCP avec une densité d'environ 3 t / m3). Cela signifie que le coût de l'enterrement est d'environ 37 milliards de roubles. Moins d'un bénéfice annuel de la société TVEL. Les sommes ne sont pas si importantes pour un projet pluriannuel.
Mais le choix de la stratégie d'élimination est encore à des décennies. Et je veux toujours espérer que le scénario d'implication de l'uranium appauvri dans le cycle du combustible de la future industrie nucléaire se réalisera dans une plus large mesure et qu'il se développera avec des réacteurs rapides. Ou il y aura de nouvelles façons d'utiliser l'uranium appauvri, par exemple, dans l'ingénierie de l'énergie thermonucléaire. En attendant, il est réenrichi, partiellement utilisé en MOX, progressivement converti en une forme sûre pour le stockage à long terme et investi en R&D pour ses nouvelles utilisations.
Entretien avec Alexander Nikitin
Tout ce qui précède dans cet article et dans les articles précédents est essentiellement mon opinion sur le sujet, développée sur la base de l'étude de nombreuses sources, de conversations avec des spécialistes et de ma propre expérience dans le domaine atomique. Néanmoins, cette question était nouvelle pour moi à bien des égards. Par conséquent, j'ai décidé de parler de cela et de sujets connexes avec une personne ayant beaucoup plus d'expérience dans ces domaines. Il s'agit d'Alexandre Konstantinovich Nikitin, l'un des auteurs du rapport sur DUHF, chef de Bellona et chef de la Commission d'écologie du Conseil public de Rosatom. Et en plus de cela, c'est un capitaine de premier rang dans la réserve et la seule personne en Russie qui a été acquittée après que le FSB a été accusé d'avoir divulgué des secrets d'État pour avoir préparé un rapport sur les problèmes radioactifs de la flotte du Nord en 1995.
Nous avons donc parlé non seulement de l'histoire actuelle de DUHF, mais aussi du problème des organisations environnementales en Russie. Ci-dessous, je publie une vidéo de notre conversation, qui a duré 1 heure et 20 minutes, postée sur ma chaîne youtube (abonnez-vous!). Je ne donnerai pas un décryptage complet, tk. certaines des questions ont déjà été examinées par moi dans cette publication et dans les publications précédentes (mais je recommande quand même d'écouter la conversation, car il y a beaucoup de nuances là-bas), je ne transcrirai ici que quelques moments de la conversation qui n'étaient pas abordés auparavant dans mes publications - sur la façon dont cette histoire avec DUHF s'est déroulée Le Conseil public de Rosatom, comment Greenpeace a participé à ses travaux et, en général, comment une organisation environnementale vit en Russie et ce qu'il faut faire pour les gens ordinaires qui sont concernés par les questions de radiation et de sûreté nucléaire.
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4- :
1. L'hexafluorure d'uranium, ainsi que diverses autres formes d'uranium appauvri en général, ne sont pas considérés comme des déchets mais comme une ressource non seulement en Russie, mais également dans de nombreux pays du monde. Il est également manipulé, stocké, traité, converti sous diverses formes dans différents pays, y compris l'Europe et les États-Unis, et son transport international pour traitement, non seulement vers la Russie, est une pratique courante. Le stockage de la fraction d'uranium appauvri à l'usine après son enrichissement est également une pratique internationale courante. Bien entendu, chaque pays et entreprise a ses propres caractéristiques et nuances. L'une des spécificités de la Russie et du Rosatom est la possibilité (et la nécessité) d'un enrichissement supplémentaire de grands volumes de DUHF.
2.Greenpeace et d'autres organisations et militants environnementaux qui protestent pour pardonner l'importation de DUHF en Russie fournissent des informations sur le sujet au moins inexactes, avec des éléments de manipulation inconsciente ou délibérée et de distorsion. Bien qu'il y ait des faits fiables et des questions justes dans leurs paroles. Ils sont guidés par leur conviction que l'atome est mauvais et doit être abandonné, et ils essaient d'imposer cette opinion comme la seule option correcte à toute occasion. Cependant, même une analyse de la pratique de la manipulation du DUHF dans le monde, ce que j'ai fait dans mes articles, montre que leur idée qu'il s'agit d'un déchet est loin d'être dominante et du moins pas la seule possible. Oui, et peu de gens appellent cela un gaspillage à l'exception des militants anti-nucléaires et des organisations de DUHF. Dans les documents allemands et néerlandaisLes gouvernements auxquels Greenpeace et Ekozashchita font référence lorsqu'ils se réfèrent au transport de déchets, DUHF, sont appelés matière nucléaire ou fissile.
3.À mon avis, Rosatom, dans la situation avec l'importation de DUHF, a échoué à la campagne d'information et ensuite seulement essayé de rattraper son retard. Sa proximité traditionnelle, sa réticence et son refus de partager des informations en temps opportun conduisent à des résultats désastreux. En général, Rosatom est grande et, dans sa structure, la société pétrolière TVEL et l'export TENEX, qui sont engagées dans l'importation et le traitement de DUHF, sont loin d'être les plus ouvertes. Le seul résultat utile de Greenpeace dans cette histoire est que TVEL a été chargée de contacter le public indigné et de partager des informations. Même s'ils n'ont pas répondu à toutes les questions, ce ne sont pas eux qui ont rédigé le rapport sur le DUHF, mais Bellona et le Conseil public. Cependant, les actions de Greenpeace ont également beaucoup de points négatifs - sous la forme de réchauffer la radiophobie dans la société et d'imposer la fausse opinion que "la Russie est un dépotoir nucléaire". Les objectifs de Greenpeace sont bien sûrrépond, mais stratégiquement c'est un faux choix imposé.
4. Compte tenu du point 1, le silence de Rosatom sur un certain nombre de questions ne signifie pas qu'il existe une dissimulation de l'importation de déchets radioactifs étrangers en Russie. De même que les activités anti-nucléaires de Greenpeace en Russie, pour quelque raison que ce soit, cela ne signifie pas que ce sont les intrigues d'ennemis et de concurrents. En général, les deux sont des conjectures et des théories du complot menant à des conclusions et des actions incorrectes.
cinq.Mais ma principale conclusion est la suivante. Dans la belle Russie du futur, l'ouverture des grandes sociétés et entreprises nucléaires est nécessaire (et elle ne se produira pas d'elle-même), et le contrôle public développé sur les industries et technologies dangereuses (toutes, pas seulement celles que quelqu'un a qualifiées de mauvaises), et les médias, tribunaux et des autorités de contrôle et des ONG environnementales indépendantes fortes et compétentes, y compris celles qui sont compétentes en matière nucléaire, et plus de confiance entre les autorités conditionnelles et la société, qui ne se produira pas sans tout ce qui précède. L'industrie nucléaire est pleine de problèmes et les experts les connaissent aussi bien que les militants, bien qu'ils comprennent généralement des choses complètement différentes par eux. Mais leur solution nécessite non seulement la volonté politique, les ressources, la technologie, l'expérience et les spécialistes, mais aussi la disponibilité de mécanismes de travail pour parvenir à un consensus public.Même si tout cela dépasse largement le cadre du sujet à l'étude, et que je prends beaucoup de choses quand je ne suis expert que dans un certain nombre de questions atomiques, mais il me semble que la résonance publique sur DUHF et sur de nombreuses questions nucléaires est causée par cet enchevêtrement de problèmes sociaux dans notre pays, pas seulement des problèmes techniques. Comme on dit dans une vieille blague soviétique sur la plomberie - «ici, tout le système doit être changé».
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