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Catégories de déchets radioactifs

Au Canada, 4 catégories générales de déchets radioactifs forment la base d’un système de classification :

  • déchets radioactifs de faible activité
  • déchets radioactifs de moyenne activité
  • déchets radioactifs de haute activité
  • déchets des mines et usines de concentration d’uranium

Les déchets radioactifs devraient être classés en fonction du degré de confinement et d’isolement requis pour assurer leur sûreté, en tenant compte du risque des différents types de déchets et de la durée du danger. Pour obtenir une description de chacune des classes de déchets radioactifs, consulter le document d’application de la réglementation de la CCSN REGDOC-2.11.1, Gestion des déchets, tome I : Gestion des déchets radioactifs.

Transcription

Qu'est-ce qu’un déchet radioactif? Un déchet radioactif est un liquide, un gaz ou un solide contenant une substance nucléaire radioactive qui n'a pas d'utilisation prévisible. Il y a quatre grandes catégories de déchets radioactifs au Canada : les déchets de mines et d'usines de concentration d'uranium, les déchets radioactifs de faible activité, les déchets radioactifs de moyenne activité et les déchets radioactifs de haute activité. La première catégorie est celle des déchets de mines et d'usines de concentration d'uranium. Ils comprennent les résidus et les stériles générés par l'extraction et la concentration du minerai d'uranium. Les résidus ont la texture d'un sable fin et les stériles sont formés de graviers et de fragments de roches. Ensuite, il y a les déchets radioactifs de faible activité dont la radioactivité dépasse ce qui est permis par les niveaux de libération et les quantités d'exemption. Ils doivent être isolés et confinés jusqu'à quelques centaines d'années. Les centrales nucléaires, les réacteurs de recherche, les installations d'essais, les fabricants ou utilisateurs de radioisotopes, le raffinage et la conversion de l'uranium et les installations de fabrication de combustible nucléaire produisent ces déchets. Ils comprennent les pièces déclassées, l'équipement, le papier, le câblage, les vêtements et même les vadrouilles usées. Puis, il y a les déchets radioactifs de moyenne activité qui renferme des concentrations de radionucléides, des éléments qui émettent des rayonnements. Ces déchets doivent être isolés et confinés au moins quelques centaines d'années. Les centrales nucléaires réacteur prototype et de recherche, installations d'essai, fabricants et utilisateurs de radio isotopes produisent des déchets de moyenne activité. Ces déchets peuvent être d'anciens composants associés au déclassement des résines, échangeurs d'ions ou certaines sources radioactives utilisées en radiothérapie. Enfin, il y a les déchets radioactifs de haute activité comme le combustible nucléaire usé et de petite quantité de déchets produisant beaucoup de chaleur et de radioactivité.

Ils doivent être isolés très longtemps. Les centrales nucléaires, réacteurs, prototypes et de recherche et installations d'essai produisent des déchets de haute activité. Le combustible nucléaire usé est un produit qui est encore très radioactif. La Commission canadienne de sûreté nucléaire réglemente toutes les catégories et formes de déchets radioactifs au Canada pour préserver la santé et la sécurité des personnes et protéger l'environnement. Pour plus d'informations, rendez vous à Sûreténucléaire.gc.ca

Déchets radioactifs de faible activité

Au Canada, les déchets radioactifs de faible et de moyenne activité englobent toutes les formes de déchets radioactifs, à l’exception du combustible nucléaire usé, des déchets limités issus de la production d’isotopes médicaux et des déchets provenant de l’extraction et de la concentration de l’uranium.

Les déchets radioactifs de faible activité (DRFA) contiennent des matières dont la teneur en radionucléides est supérieure aux niveaux de libération et aux quantités d’exemption établis dans le Règlement sur les substances nucléaires et les appareils à rayonnement et renferment des quantités limitées de radionucléides à longue période. Les DRFA doivent être isolés et confinés jusqu’à plusieurs centaines d’années, et peuvent être stockés dans des installations près de la surface.

Les DRFA comprennent les sous-catégories suivantes :

  • Déchets radioactifs de très faible activité (DRTFA) : Ils présentent un risque faible, mais renferment des radionucléides en quantités supérieures aux niveaux de libération inconditionnelle et aux quantités d’exemption. Les installations de gestion à long terme des DRTFA ne requièrent pas un grand confinement ou isolement. Les concentrations de radionucléides à longue période radioactive dans ce type de déchets sont généralement très limitées.
  • Déchets radioactifs de faible activité et à très courte période (DRFATCP) : Ils peuvent être entreposés pour désintégration pendant une période ne dépassant pas quelques années et dont la libération est ensuite autorisée. Les DRFATCP comprennent les déchets radioactifs ne contenant que des radionucléides à période courte typiquement utilisés à des fins biomédicales ou de recherche. Le principal critère pour ces déchets est la période radioactive des nucléides prédominants. En règle générale, seuls les DRFATCP dont les radionucléides ayant une période radioactive de 100 jours ou moins devraient être entreposés jusqu’à ce que leur activité diminue.

Les DRFA comprennent l’équipement contaminé provenant de l’exploitation des centrales nucléaires (comme les couvre-chaussures, les vêtements, les chiffons, les vadrouilles, l’équipement et les outils).

Les propriétaires des DRFA sont responsables de gérer les déchets qu’ils produisent. Cette gestion est habituellement effectuée sur place, dans une installation prévue à cet effet.

Les DRFA qui doivent être gérés à long terme peuvent être renvoyés au producteur ou transférés à un exploitant autorisé d’installation de gestion des déchets, comme les Laboratoires Nucléaires Canadiens (LNC), qui gèrent une installation aux Laboratoires de Chalk River, selon le régime de la rémunération des services.

Déchets radioactifs de moyenne activité

Les déchets radioactifs de moyenne activité (DRMA) contiennent généralement des radionucléides à longue période en concentrations telles qu’il faut les isoler et les confiner pendant au moins quelques centaines d’années. Ces déchets ne nécessitent aucune disposition particulière ou alors, des dispositions limitées, pour la dissipation de la chaleur pendant leur entreposage et leur stockage définitif. En raison de leur contenu en radionucléides à longue période, les DRMA exigent généralement un degré de confinement et d’isolement plus important que celui pouvant être assuré par les dépôts près de la surface.

Les DRMA comprennent les déchets produits par les travaux de réfection, les résines échangeuses d’ions et certaines sources radioactives utilisées en radiothérapie.

Les propriétaires de DRMA sont responsables de gérer les déchets qu’ils produisent. Cette gestion est habituellement effectuée sur place, dans une installation prévue à cet effet.

Les DRMA qui doivent être gérés à long terme peuvent aussi être renvoyés au producteur ou transférés à un exploitant autorisé d’installation de gestion des déchets, comme les LNC, qui gèrent une installation aux Laboratoires de Chalk River, selon le régime de la rémunération des services.

Principales sources de déchets de faible et de moyenne activité

En tant que propriétaires des déchets, Énergie atomique du Canada limitée (EACL) et Ontario Power Generation (OPG), qui ensemble sont propriétaires de 20 des 22 réacteurs de puissance nucléaire du Canada, sont responsables d’environ 90 % et 99 % du volume de déchets radioactifs de faible et de moyenne activité (DRFMA) accumulés annuellement en date de 2019. Le taux d’accumulation d’EACL représente les déchets produits par les activités de recherche et de développement aux Laboratoires de Chalk River des LNC (y compris le déclassement et l’assainissement de l’environnement), et les DRFMA devant être gérés à long terme qui proviennent d’un certain nombre de petits producteurs et utilisateurs de matières radioactives (comme les hôpitaux et les universités). Le taux d’accumulation d’OPG représente la production d’énergie nucléaire en Ontario. Les 2 autres réacteurs de puissance nucléaire, qui sont la propriété d’Énergie Nouveau-Brunswick (Énergie NB) et d’Hydro-Québec (HQ), et les installations de traitement et de conversion d’uranium de Cameco, en Ontario, produisent la plus grande partie des déchets restants. Les propriétaires des DRFMA sont autorisés par la CCSN à gérer et à exploiter des installations d’entreposage de leurs déchets radioactifs.

Gestion à long terme des déchets radioactifs de faible et de moyenne activité

La CCSN exige que les exploitants d’installations disposent de fonds suffisants pour couvrir les coûts associés à la gestion à long terme des déchets radioactifs de faible et de moyenne activité.

Les plus grands propriétaires de déchets radioactifs du Canada – EACL, OPG, HQ et Énergie NB – et d’autres parties intéressées continuent de se rencontrer dans le cadre du Forum sur le leadership en matière de déchets radioactifs du Groupe des propriétaires de CANDU (COG) afin de discuter de possibilités de coordination et de collaboration dans le contexte de la gestion à long terme, y compris en ce qui a trait aux technologies et aux stratégies de communication pertinentes.

Déchets radioactifs de haute activité

Les déchets radioactifs de haute activité (DRHA) désignent le combustible nucléaire usé (irradié) qui a été déclaré par son propriétaire comme un déchet radioactif ou qui génère une quantité de chaleur considérable par désintégration radioactive. Les DRHA ont généralement des niveaux de concentration d’activité de l’ordre de 104 à 106 TBq/m3. Ils sont associés à un rayonnement pénétrant qui nécessite un blindage et contiennent des quantités importantes de radionucléides à longue période, d’où la nécessité d’un isolement à long terme.

Combustible usé des centrales nucléaires, des réacteurs prototypes et des réacteurs de recherche

Les stocks de combustible nucléaire usé au Canada proviennent surtout de l’exploitation des centrales nucléaires. Le reste – environ 2 % du total – provient des réacteurs prototypes (qui servent à mettre à l’essai les nouveaux modèles de réacteurs à pleine puissance) et des réacteurs de recherche.

Depuis les années 1960, les réacteurs de puissance nucléaire du Canada ont utilisé plus de 2,5 millions de grappes de combustible. Si ces grappes étaient placées bout à bout et empilées, elles occuperaient l’équivalent de 7 patinoires de hockey.

Le combustible nucléaire usé provenant de l’exploitation des centrales nucléaires est conservé sur place dans des installations de stockage temporaire. Le stockage se fait en 2 phases : le stockage en piscine et le stockage à sec.

Stockage en piscine

Lorsqu’elles sont retirées des réacteurs, les grappes de combustible nucléaire usé sont placées dans des piscines de stockage (piscines d’eau) pendant une période de 6 à 10 ans. L’eau de la piscine refroidit le combustible et offre une protection contre le rayonnement.

Les piscines de combustible usé sont creusées ou hors terre et sont dotées d’une certification parasismique (ce qui signifie qu’elles sont construites conformément aux normes sismiques pour résister aux tremblements de terre). Elles se trouvent dans des bâtiments à l’écart des bâtiments des réacteurs.

Les parois et le plancher des piscines sont en béton armé d’acier au carbone et ont une épaisseur d’environ 2 mètres.

Des membranes thermorésistantes et imperméables robustes sont installées dans les piscines pour empêcher que l’eau ne s’échappe par des failles éventuelles dans le béton.

Les piscines sont inspectées régulièrement par des inspecteurs accrédités de la CCSN.

Depuis l’accident de Fukushima, au Japon, en mars 2011, tous les exploitants de centrales nucléaires au Canada se sont procuré de l’équipement mobile additionnel (par exemple des génératrices et des pompes portatives) pour s’assurer que les piscines restent pleines d’eau, peu importe la gravité d’un accident.

Le saviez-vous?

Chaque année, entre 4 500 et 5 400 grappes de combustible par réacteur sont ajoutées aux piscines (pour un réacteur qui fonctionne entre 80 % et 95 % de sa pleine puissance).

Stockage à sec

Après 6 à 10 ans de stockage en piscine, le combustible nucléaire usé peut être transféré de façon sûre dans les installations de stockage à sec.

Voici les 3 types d’unités de stockage à sec utilisées au Canada :

  • silos en béton
  • stockage modulaire refroidi par air (MACSTOR)
  • conteneurs de stockage à sec

Les silos en béton, aussi appelés conteneurs, ont été créés en 1970 aux Laboratoires de Whiteshell d’EACL au Manitoba, pour faire la preuve que le stockage à sec se compare favorablement au stockage dans l’eau pour conserver le combustible usé.

Ces silos sont maintenant utilisés pour entreposer le combustible usé de la centrale nucléaire de Point Lepreau d’Énergie NB, ainsi que le combustible usé des réacteurs prototypes qui sont exploités ou déclassés par les LNC (y compris ceux aux Laboratoires de Chalk River, aux Laboratoires de Whiteshell, à Gentilly-1 et à Douglas Point). Chaque silo peut contenir de 325 à 600 grappes de combustible et repose sur des fondations en béton armé.

Le stockage modulaire refroidi par air (MACSTOR), également mis au point par EACL, ressemble aux silos, mais en beaucoup plus grand. Chaque unité MACSTOR peut stocker 12 000 grappes de combustible usé.

Des unités MACSTOR se trouvent aux installations de Gentilly-2, lesquelles sont actuellement en état d’arrêt sûr et ont reçu un permis de déclassement.

Les conteneurs de stockage à sec ont été conçus par OPG et ils sont fabriqués en béton armé enchâssé dans des coquilles intérieures et extérieures fabriquées en acier au carbone.

Les conteneurs sont portables et ils sont remplis d’hélium (un gaz inerte), ce qui protège les grappes de combustible contre l’oxydation potentielle.

Chaque conteneur de stockage à sec peut accueillir 384 grappes de combustible, et pèse environ 60 tonnes à vide et 70 tonnes lorsqu’il est chargé.

Les conteneurs de stockage à sec sont actuellement utilisés pour entreposer le combustible nucléaire usé des centrales nucléaires de Pickering, Darlington et Bruce A et B.

Grâce à l’expérience d’exploitation accumulée et aux inspections rigoureuses réalisées au cours des 35 dernières années, nous savons que les divers types d’unités de stockage à sec utilisées au Canada sont efficaces pour confiner le rayonnement.

Tous les transferts de combustible nucléaire usé passant du stockage en piscine au stockage à sec sont effectués sous la surveillance de l’Agence internationale de l’énergie atomique.

Le combustible nucléaire usé des réacteurs de recherche est soit retourné au pays d’origine du combustible ou est entreposé en toute sécurité dans des installations d’entreposage au Canada.

Premières expériences de retraitement

Les Laboratoires de Chalk River stockent dans 3 réservoirs des déchets liquides radioactifs produits par le retraitement du combustible effectué de 1949 à 1956. Le dernier transfert de solutions liquides radioactives dans ces réservoirs de stockage a eu lieu en 1968.

De 1958 à 1960, EACL a mené des expériences de conversion de solutions liquides radioactives de haute activité en solide (vitrification). Le programme a produit 50 blocs de verre, chacun pesant environ 2 kg. Aujourd’hui, ils sont stockés de manière sûre sur le site.

Gestion à long terme du combustible nucléaire usé

La Société de gestion des déchets nucléaires (SGDN) est chargée de la gestion à long terme du combustible nucléaire usé du Canada.

En mai 2010, la SGDN a lancé son processus de sélection d’un site visant à trouver une collectivité bien informée qui accepterait d’accueillir un dépôt géologique en profondeur destiné à la gestion à long terme du combustible nucléaire usé du Canada.

À titre d’organisme de réglementation nucléaire au Canada, la CCSN est responsable des autorisations requises pour les dépôts géologiques destinés à assurer la gestion à long terme des déchets radioactifs. La CCSN n’a encore reçu aucune demande de préparation de l’emplacement et de construction d’un tel dépôt géologique en profondeur.

Déchets des mines et usines de concentration d’uranium

Apprenez-en plus sur les déchets radioactifs provenant des mines et usines de concentration d’uranium et sur la façon dont ils sont entreposés et évacués.

Liens connexes

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