Énergie et environnement

Comment les déchets nucléaires sont-ils expédiés?

Comment les déchets nucléaires sont-ils expédiés?


Matériau radioactif

Les matières radioactives sont parmi les composés les plus volatils de la planète. Pourtant, avec la bonne technologie, même un train ne peut pas pénétrer les impressionnants boucliers qui les protègent de tout danger sur la route, la voie ou la mer. Grâce à des décennies d'ingénierie raffinée, les scientifiques ont développé une robustesse mécanique flacons de transport nucléaire. Ces flacons sont capables de résister aux dangers les plus potentiels et les plus dévastateurs imposés lors de leur transport à travers le monde. Bien que de nombreuses personnes remettent en question les systèmes et les mesures de sécurité mis en place pour protéger les déchets nucléaires de l'environnement, et tout le reste des dangers potentiels des rayonnements.

Construire un flacon pour transporter les matières les plus dangereuses au monde n'est pas une tâche facile. Le ballon doit être suffisamment lourd pour fournir une protection adéquate afin d'empêcher le rayonnement * de pénétrer dans les parois du récipient. Cependant, le conteneur doit encore être suffisamment solide pour résister aux accidents les plus graves. Cependant, tous les types de matières radioactives n'émettent pas les mêmes formes de rayonnement. Les ingénieurs doivent accueillir et fabriquer différents flacons de transport radioactifs pour contenir divers types de matières radioactives. Les matières radioactives vont bien au-delà du simple combustible nucléaire usé. Il vient dans de nombreux états allant des gaz aux liquides et solides.

Déchets nucléaires

Les déchets nucléaires sont généralement la matière qui reste après l'épuisement du combustible nucléaire. Bien que le combustible nucléaire étant si riche en énergie, il ne produit pas beaucoup de déchets nucléaires. Par exemple, si toute la population américaine dépendait uniquement de l'énergie nucléaire, chaque personne produirait 39,5 grammes des déchets nucléaires. En équivalence, si l'énergie était obtenue en brûlant du bois, chaque individu se retrouverait avec 10 000 kg.

Différentes formes de rayonnement nécessitent différents types de protection

Les matières radioactives sont classées en fonction de l'élément responsable de l'émission du rayonnement. Généralement, plus l'élément est lourd, plus l'énergie radioactive est élevée. Il existe également deux formes de rayonnement, ionisant, et non ionisant. Le rayonnement non ionisant donne plus d'énergie à l'atome mais ne le modifie pas physiquement. Les formes les plus courantes de rayonnement non ionisant sont la lumière visible, l'infrarouge, les micro-ondes, etc. Bien qu'ils soient radioactifs, ils ne présentent généralement pas beaucoup de danger. Les rayonnements ionisants, par contre, provoquent des changements physiques dans les molécules, les forçant à perdre des électrons ou à se séparer complètement. La rupture d'un atome entraîne la libération d'une quantité absurde de rayonnement. Alors que le rayonnement peut être contrôlé et utilisé pour des choses magnifiques, il doit être contenu dans le monde le plus fort conteneurs.

Créer un flacon digne de protéger les employés du nucléaire, le grand public et l'environnement contre des décennies de contamination nécessite d'être fabriqué avec le plus haut niveau de précision et de qualité rigoureuse pour éviter une catastrophe.

* Le rayonnement est l'énergie qui est lancée à partir d'un atome. Il se déplace comme une onde électromagnétique (tout comme un rayon de soleil) ou comme une particule subatomique qui se déplace incroyablement vite. Lorsque le rayonnement atteint un autre atome, il cède toute son énergie à l'atome et peut le faire chauffer. C'est ce qui nous permet de voir et de nous tenir au chaud, et parfois d'alimenter tous nos appareils électroniques.

Types de flacons

Toutes les substances radioactives n'émettent pas les mêmes niveaux de rayonnement et nécessitent donc différents degrés de protection construits à partir de matériaux différents. Les flacons varient à des fins telles que les petits récipients étanches qui sont conçus pour être utilisés pour transporter des gaz radioactifs et des isotopes médicaux. L'expédition du combustible nucléaire irradié nécessite le plus de protection. Les flacons de transport nucléaire peuvent être plus que finis50 tonnes!

Conteneur de déchets nucléaires [Source de l'image:Wikimedia Commons]

Le niveau de protection dépend de deux variables principales: la quantité de matière transportée et le type de rayonnement émis.

Les petites particules radioactives émettent un rayonnement d'énergie plus faible, généralement des émetteurs de particules bêta. Les émetteurs de particules bêta sont facilement contenus avec une protection contre les rayonnements minimale. Étant donné que les particules sont si petites, le plus gros problème provient du potentiel de fracture ou d'imperfection. Une fracture pourrait permettre aux petites particules de s'échapper du conteneur et de sortir dans le monde. Cependant, les conteneurs ne doivent pas être aussi résistants que les autres formes de rayonnement ionisant.

Les atomes plus lourds émettent une énergie plus élevée commerayonnement gamma.Les rayons gamma nécessitent beaucoup plus de blindage car ce sont les rayons les plus énergétiques de tous les rayonnements. Les gros atomes, comme l'uranium, génèrent le plus de rayonnement gamma. Au centre de l'atome se trouvent les protons et les neutrons. Les neutrons sont d'excellents absorbeurs de rayonnement gamma, ce qui en fait de bons boucliers contre les rayons gamma. Plus il y a de neutrons, meilleur est le contenant, c'est pourquoi des éléments extrêmement lourds sont utilisés pour contenir le rayonnement à haute énergie. Acier, plomb, béton et parfois même uranium appauvri sont utilisés pour fabriquer les conteneurs - dont le plus grand a un poids sec supérieur à 50 tonnes.

Construire un bouclier impénétrable

Les parois du conteneur peuvent être 35 centimètres d'épaisseur pour s'assurer qu'aucun rayonnement gamma ne s'échappe. Un ballon sans soudure est formé pour contenir le rayonnement gamma en forgeant le corps à partir d'une unité solide d'acier. Ironiquement, le rayonnement gamma est utilisé pour inspecter chaque pouce du ballon avant sa mise en service. Le personnel gouvernemental détient des codes et des pratiques de sécurité extrêmement élevés qui sont strictement appliqués.

Certaines matières radioactives doivent être entourées d'une épaisse couche de plomb. Le plomb est l'un des métaux les plus doux, mais l'un des meilleurs pour absorber les radiations. Les écrans en plomb empêchent le rayonnement d'entrer en contact avec le ballon extérieur. Bien que le rayonnement gamma soit facile à contenir, il peut ioniser d'autres particules et les forcer à libérer des formes de rayonnement plus dangereuses. Cependant, pour s'assurer que les flacons sont adéquats, le personnel gouvernemental respecte les procédures de sécurité les plus strictes pour éviter qu'un accident ne se produise.

Comment les matières radioactives sont préparées et transportées

Le poids des flacons nucléaires empêche la plupart des déchets nucléaires d'être transportés par voie aérienne. La plupart des matières radioactives utilisent les mêmes itinéraires de transport que le grand public, en particulier le train.

Une fois le combustible nucléaire épuisé, il contient encore 96% d'uranium, 1% de plutonium et 3% de produits de fission (issus de la réaction nucléaire) ainsi que quelques transuraniens (ce qui reste une fois que l'uranium se désintègre). Pendant le fonctionnement, un réacteur nucléaire fonctionne à environ300 degrés. Cependant, à l'intérieur du cœur du réacteur, les températures peuvent dépasser1000 degrés. Une fois épuisé, le carburant est encore extrêmement chaud. Il doit être refroidi dans un baie de stockage de combustible usé pendant des mois avant de pouvoir être expédié en toute sécurité dans un flacon de transport. Les baies de combustible usé sont généralement des piscines de refroidissement massives qui hébergent les matières radioactives jusqu'à ce qu'elles atteignent un niveau durable.

Une fois refroidi, le carburant est placé dans un fût approprié. Certains fûts peuvent contenir du combustible usé jusqu'à120 ans! Cependant, le carburant doit parfois être transporté sur de longues distances. Bien qu'il ait passé des mois à refroidir, le carburant est toujours extrêmement chaud.

La plupart des flacons d'expédition sont remplis d'eau pour absorber une partie de l'énergie thermique. Bien que, dans la région confinée, l'eau seule ne soit souvent pas suffisante. Des ailettes de refroidissement sont généralement intégrées à l'extérieur du conteneur d'expédition pour disperser la chaleur dans l'atmosphère. Le ballon se déplace continuellement une fois placé sur un véhicule pour fournir un flux d'air continu. Le transport continu limite également la durée pendant laquelle le flacon est exposé dans un récipient plus vulnérable, bien que les flacons soient pratiquement impénétrables.

À quel point l'expédition est-elle dangereuse?

L'expédition radioactive est une opération précise et d'une sécurité irréprochable qui est exécutée quotidiennement à travers le monde sans incident. Selon l'Association nucléaire mondiale, environ 20 millions d'envois de toutes tailles contenant des matières radioactives sont régulièrement transportés dans le monde chaque année sur les routes publiques, les chemins de fer et les navires. Au fil des ans, des matières radioactives ont été expédiées millions de kilomètres à travers le monde. Bien qu'il y ait eu des accidents mineurs au cours des décennies, il n'y a jamais eu de conteneur contenant des équipements hautement radioactifs qui ont fui dans l'environnement.

Assurer la sécurité grâce à des tests rigoureux

Si les spécialistes en génie nucléaire sont compétents dans leur travail, rien n'est laissé au hasard. Les protocoles nucléaires internationaux exigent que toutes les agences effectuent des tests approfondis sur tout conteneur d'expédition avant qu'il ne soit mis en œuvre dans le monde réel.

Un de ces tests, mené en 1984 par British Nuclear Fuels, a enquêté sur la résistance de leurs conteneurs nucléaires dans "Operation Smash Hit". Les événements les plus improbables ont été mis à l'épreuve au niveau le plus extrême dans les pires conditions pour voir à quel point les flacons peuvent fonctionner et contenir les déchets nucléaires.

Le ballon qui a subi la plupart des tests a échoué lors de l'un des tests de chute de 8 mètres. Une petite quantité d'eau a été libérée lorsque le conteneur s'est écrasé dans le sol avec une force incroyable. Alors que le spray ne contiendrait presque aucun rayonnement et ne représenterait aucune menace pour l'environnement, Sellafield Ltd (anciennement connu sous le nom de British Nuclear Fuels) a repensé le ballon pour résister entièrement à la force avant qu'il ne soit utilisé avec du vrai combustible usé. Les expériences suivantes ont prouvé avec succès la compétence du conteneur car il a été martelé par les situations les plus extrêmes.

Il existe toujours un risque inhérent au traitement des matières radioactives. Cependant, les politiques strictes régissant tout aspect traitant des matières radioactives ainsi que les pratiques techniques précises réduisent considérablement les risques d'accident. Les politiques nucléaires sont constamment révisées et réformées pour assurer la sécurité du public.

Écrit par Maverick Baker


Voir la vidéo: Stockage géologique profond des déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #4