Les déchets nucléaires sont les déchets radioactifs produits par les réacteurs nucléaires ou issus de projets de recherche, d’utilisations médicales et de la fabrication d’armes nucléaires. Les méthodes de classification peuvent varier quelque peu d’un pays à l’autre, mais deux catégories — les déchets de haute activité (DHA) et les déchets de faible activité (DAV) — sont généralement reconnues, en fonction de la radioactivité, de la source et de la demi-vie. Ces matériaux sont potentiellement dangereux car ils émettent des rayonnements ionisants, qui peuvent endommager ou tuer les cellules, produire des mutations et des malformations congénitales et provoquer le cancer. Le degré de risque dépend du niveau et du type de radioactivité, certains matériaux étant très dangereux sous forme brute et d’autres présentant peu de menace dans la plupart des circonstances. L’élimination sûre des déchets nucléaires est une question permanente et controversée.
Types et sources
Les déchets de haute activité sont principalement constitués de crayons de combustible usé provenant de réacteurs nucléaires. Ces centrales électriques dépendent de la fission nucléaire pour générer de la chaleur, et le combustible est transformé en barres qui peuvent être déplacées à l’intérieur et à l’extérieur du cœur du réacteur pour contrôler le processus. Après un certain temps, le taux de fission dans une tige diminuera au point de ne plus être efficace et la tige sera retirée. Les barres retirées sont appelées barres de combustible usé et sont hautement radioactives, contenant un certain nombre de produits de fission — des éléments radioactifs créés par le processus de fission. Ces éléments se désintègrent à des rythmes différents et, avec le temps, les tiges deviennent moins radioactives, mais resteront potentiellement dangereuses pendant plusieurs milliers d’années.
Les déchets de faible activité, aux États-Unis, comprennent essentiellement tout ce qui n’entre pas dans la catégorie des déchets de haute activité. Il provient d’une grande variété de sources. Il se compose de matériaux entrés en contact avec des substances radioactives, ou devenus eux-mêmes radioactifs en raison de l’exposition à certaines formes de rayonnement, ainsi que de petites quantités de radio-isotopes provenant d’établissements de recherche et d’hôpitaux. Les exemples sont les vêtements de protection portés par le personnel qui travaille avec des matières radioactives, et les seringues et aiguilles utilisées pour l’injection de radio-isotopes à des fins médicales. Il reste généralement potentiellement dangereux entre quelques dizaines et quelques centaines d’années.
Certains pays ont une catégorie intermédiaire de déchets. Ceci n’est pas reconnu aux États-Unis, mais est utilisé en Europe, et comprend les pièces mises au rebut des réacteurs nucléaires qui sont entrées en contact avec le combustible nucléaire et les matériaux résultant du déclassement des réacteurs. Une autre catégorie est celle des résidus de broyage, qui sont les restes de l’extraction de l’uranium de son minerai. Ceux-ci ne sont que légèrement radioactifs et sont généralement considérés comme présentant plus de danger chimique que radiologique, car ils contiennent souvent des métaux lourds toxiques.
Disposition
Les déchets de haute activité sont généralement stockés sur place dans les centrales nucléaires jusqu’à ce qu’un site de stockage approprié soit disponible. Pendant cette période de stockage initiale, il est maintenu sous au moins 20 pieds (6 mètres) d’eau, qui absorbe le rayonnement. L’option privilégiée pour le stockage à long terme est profondément sous terre, avec la matière radioactive enfermée dans du verre et soigneusement surveillée. Trouver un site de stockage approprié est cependant problématique, car les projets de stockage de déchets hautement radioactifs à un endroit donné ont tendance à se heurter à une vive opposition. Les barres de combustible usé peuvent également être stockées au-dessus du sol dans de grands conteneurs en métal et en béton.
Une autre option pour les crayons de combustible usé est le retraitement. Une fois qu’une grappe de combustible nucléaire a été retirée d’un réacteur, elle contient encore la majeure partie de son uranium d’origine, mais mélangé à des produits de fission hautement radioactifs. Ce cocktail radioactif peut être séparé par un procédé appelé retraitement nucléaire, qui trie les éléments du combustible usé, et permet de récupérer et de réutiliser le combustible utile. Ce processus laisse encore des déchets hautement radioactifs qui doivent être éliminés, mais la quantité est beaucoup plus faible. Depuis 2013, le retraitement n’est plus pratiqué aux USA, mais est réalisé au Royaume-Uni et en France.
Les déchets de faible activité sont stockés dans des conteneurs spéciaux dotés, le cas échéant, d’un degré de blindage adapté au niveau et au type de radioactivité. Les substances qui émettent des rayonnements alpha ne nécessitent pas de protection, car elles ne sont dangereuses que si elles sont avalées ou inhalées. Cependant, les émetteurs de rayonnement gamma et de neutrons nécessitent un blindage important. Comme pour les déchets de haute activité, les matériaux sont enfouis sous terre, mais généralement relativement près de la surface.
Le risque posé par les déchets nucléaires
Les déchets nucléaires sont potentiellement dangereux car ils émettent des types de rayonnement qui ont suffisamment d’énergie pour ioniser les atomes, ce qui signifie que les atomes se chargent électriquement en raison, par exemple, de l’élimination des électrons. Dans le corps humain, ces atomes chargés peuvent interagir avec d’autres atomes, provoquant des changements chimiques dans les cellules et dans l’ADN. Des niveaux élevés de rayonnements ionisants tuent les cellules et peuvent provoquer des effets potentiellement mortels immédiats, tandis que des niveaux plus faibles peuvent provoquer des dommages génétiques et le cancer. Pour mettre les choses en perspective, cependant, les déchets nucléaires ne sont pas nécessairement plus dangereux que les poisons chimiques, qui sont produits en quantités beaucoup plus importantes. Il a été estimé que l’exposition du public aux agents cancérigènes provenant des centrales électriques au charbon est beaucoup plus importante que celle des déchets nucléaires, en raison des produits chimiques et des éléments radioactifs naturels, libérés dans l’atmosphère par la combustion du charbon.