S. Le couster/CEA numéro 160 les d éfis du cea Cellules blindées où les chercheurs travaillent, grâce à des bras robots, sur des matières hautement radioactives (combustible usé, gros échantillon d’actinides mineurs…). Les murs et les vitres au plomb, de plus d’un mètre d’épaisseur, protègent des rayonnements gamma et des neutrons. après quelques siècles et, d’autre part, la chaleur dégagée par les colis serait sensiblement amoindrie. Et la gestion des déchets dans les futurs sites de stockage souterrains s’en trouverait facilitée », ajoute Bernard Boullis. PROCÉDÉ CHIMIQUE L’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE La séparation poussée pour extraire des radioéléments des combustibles usés s’appuie sur le principe d’extraction liquide-liquide. Cette réaction chimique met en jeu deux liquides non miscibles : une phase aqueuse et une phase organique. Dans la première, sont présents les différents éléments radioactifs, dont ceux à récupérer (par exemple, l’uranium et le plutonium). Dans la seconde, des molécules « extractantes » sont dissoutes, qui ne doivent piéger que les éléments à récupérer. Les deux phases sont mélangées et agitées, ce qui favorise le contact entre les molécules extractantes et les éléments radioactifs. Après décantation, celles-ci, non miscibles, se séparent. Dans la phase organique, se retrouvent les molécules extractantes avec, pris au piège, les éléments radioactifs à récupérer. Solution organique Mélange et agitation Décantation Trois voies au procédé hautement complexe Inspirées du procédé industriel Purex (Plutonium Uranium Molécule extractante Refining Extraction), mis en œuvre dans les usines d’Areva Solution aqueuse à La Hague pour extraire le plutonium et l’uranium du combustible usé (en vue de recyclage ou d’entreposage), trois voies utilisant la chimie ont ainsi été testées depuis 2007 au sein d’Atalante, la seule installation au monde à disposer des équipements nécessaires pour mener ce type de recherches (laboratoires dotés de boîtes à gants et de chaînes blindées pour les essais de procédés). Toutes consistent à capturer sélectivement, par une technique d’extraction « liquide-liquide » faisant appel à des molécules « pièges » (voir schéma ci-contre), l’uranium, le plutonium et les actinides mineurs dans une solution obtenue par dissolution du combustible dans de l’acide nitrique. « La tâche hautement complexe nécessite, en premier lieu, de mettre au point via une démarche couplant modélisation et expérimentation, des molécules non seulement spécifiques à chacun des radionucléides ou chaque groupe de radionucléides que l’on désire récupérer, mais également résistantes aux radiations et à l’acidité », précise Christine Rostaing, chef de projet Séparation poussée au CEA/Marcoule. Une fois cellesci identifiées, il s’agit ensuite de les tester d’abord sur des éléments non radioactifs (comme certaines terres rares, les lanthanides, chimiquement proches du curium et de l’américium), puis dans des boîtes à gants sur de très petites quantités d’actinides. Avant enfin de valider le procédé par un essai grandeur nature conduit pendant quelques dizaines d’heures, durant lesquelles les équipes travaillent en trois-huit sur 1 kg de combustible industriel irradié en chaîne blindée. Les équipes du CEA ont ainsi démontré, entre 2008 et 2010, la faisabilité de trois nouvelles voies. La première, dénommée Sanex, permet de réaliser en une seule étape » > Différents éléments radioactifs Yuvanoé/CEA 7