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La chimie des rayonnements au cœur du recyclage du combustible nucléaire

Article paru dans l'Actualité Chimique N°460-461 - mars-avril 2021
Rédigé par Ferry Muriel

Dans le contexte énergétique actuel, l’énergie nucléaire connait un regain d’intérêt dans le monde entier, qui vient notamment du fait qu’elle émet très peu de gaz à effet de serre. Pour développer une énergie propre et durable et obtenir l’acceptation du public, le recyclage de certains éléments radioactifs du combustible nucléaire des centrales a été mis au point et optimisé.

Le procédé PUREX est ainsi devenu le procédé de référence pour le retraitement du combustible nucléaire irradié. Depuis sa première mise en service industrielle en 1954, il repose sur le principe de l’extraction liquide/liquide de l’uranium et du plutonium en milieu acide nitrique par le tributylphosphate (TBP) dissout dans un solvant organique. Pour assurer la sûreté du procédé, remplacer les solvants au moment optimal, améliorer l’efficacité de l’extraction, augmenter les facteurs de séparation et optimiser le stockage des déchets nucléaires, une compréhension fine de la dégradation radiolytique de ces solvants soumis aux rayonnements ionisants des isotopes est nécessaire. Cet article présente les mécanismes chimiques induits par les rayonnements ionisants sur ces ligands, ainsi que les problèmes posés par la présence d’espèces intermédiaires fortement réactives et par la formation de produits de dégradation qui peuvent s’accumuler dans les solvants.

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