SMR: la question des déchets nucléaires

Les SMR (Small modular reactor) représentent l'une des solutions pour rendre l'énergie nucléaire plus disponible et pratique.
SMR Nuscale

Les SMR (Small modular reactor) représentent l’une des solutions pour rendre l’énergie nucléaire plus disponible et pratique. En effet, l’énergie nucléaire reste un élément clé de la décarbonation de l’économie. Cependant, les grands réacteurs nucléaires sont coûteux et techniquement complexes à construire.

Une technologie stratégique

Différent types de SMR avec des caractéristiques de conception de réacteur sont en cours de développement, notamment aux États-Unis. Cette technologie représente un dixième à un tiers de la puissance de sortie des réacteurs à eau légère. Les chercheurs estiment que cette technologie est favorable à une exploitation commerciale à grande échelle en raison de ses caractéristiques.

L’électricité produite par les SMR pourrait ainsi avoir une distribution locale et peu onéreuse. Cependant, les informations sur les déchets nucléaires manquent de précisions. Ainsi, Taek Kyum Kim ingénieur nucléaire principal du laboratoire national d’Argonne du Département américain de l’énergie (DoE), déclare:

“Nous venons tout juste de commencer à étudier les attributs des déchets nucléaires des SMR”.

Bien que ces réacteurs ne soient pas encore en exploitation commerciale, plusieurs entreprises collaborent avec le DoE pour explorer différentes possibilités. Dans un rapport publié par le DoE, trois conceptions de SMR coexistent et seraient opérationnelles d’ici la fin de la décennie. NuScale Power, base ainsi son type de SMR, VOYGR, sur un réacteur à eau pressurisé conventionnel mais d’un format réduit.

TerraPower base son SMR, Natrium, sur un refroidissement au sodium, fonctionnant avec un combustible métallique. Enfin, X-energy base son SMR, Xe-100, sur un refroidissement par du gaz hélium. S’agissant des déchets nucléaires, chaque type de réacteur offre des avantages et des inconvénients en comparaison des réacteurs nucléaires conventionnels.

Des conceptions différentes

En effet, la taille du réacteur n’est pas proportionnelle avec les problèmes de traitement des déchets nucléaires. Taek Kyum Kim ingénieur nucléaire principal du laboratoire national d’Argonne du Département américain de l’énergie (DoE), déclare:

“Chaque réacteur a des avantages et des inconvénients qui dépendent de la combustion de la décharge, de l’enrichissement en uranium, de l’efficacité thermique et d’autres caractéristiques de conception spécifiques au réacteur.”

Le facteur influençant la quantité de déchets réside dans la quantité d’énergie thermique produite à partir de la quantité de combustible.

Une combustion plus élevée implique une production de déchets nucléaires plus faible. Ainsi, Natrium et Xe-100 ont un taux de combustion nettement plus important que les réacteurs conventionnels, ou encore le VOYGR. En effet, plus la combustion se renforce, plus le combustible est efficace dans la transformation en énergie.

La conception du SMR VOYGR dispose ainsi d’un taux de combustion plus faible. Cette caractéristique implique donc une efficacité thermique inférieure à ceux d’un réacteur à eau sous pression. Ces données expliquent les différences de déchets nucléaires.

Le combustible usé du SMR VOYGR est similaire aux déchets des réacteurs nucléaires classiques. Ces types de déchets sont plus concentrés avec des isotopes à longue durée de vie. Les déchets des SMR Natrium et Xe-100, produisent une densité plus faible mais un plus grand volume de combustible usé.

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