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Déchets radioactifs de haute activité

Les déchets radioactifs de haute activité (DRHA) proviennent de 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 nécessitant un blindage et contiennent des quantités importantes de radionucléides à longue période, d’où la nécessité d’un isolement à long terme.

Le 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 sept patinoires de hockey pleines.

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 deux 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 stockées pendant une période de 6 à 10 ans dans des piscines de stockage (piscines d’eau). L’eau de la piscine refroidit le combustible et offre une protection contre le rayonnement.

Les piscines de combustible usé sont creusées dans le sol et sont dotées d’une certification parasismique (ce qui signifie qu’elles sont construites pour résister aux séismes). 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 de l’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 7 à 10 ans de stockage en piscine, le combustible nucléaire usé est transféré 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’Énergie atomique du Canada limitée (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 stocker le combustible usé de la centrale nucléaire de Point Lepreau, au Nouveau-Brunswick, ainsi que le combustible usé des réacteurs prototypes qui sont exploités ou déclassés par les Laboratoires Nucléaires Canadiens et qui se trouvent aux Laboratoires de Chalk River (LCR), aux Laboratoires de Whiteshell, à Gentilly-1 et à Douglas Point. Chaque silo peut contenir de 325 à 600 grappes 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 actuellement aux installations de Gentilly‑2, lesquelles se trouvent actuellement en état d’arrêt sûr et ont reçu un permis de déclassement.

Les conteneurs de stockage à sec ont été conçus par Ontario Power Generation (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 stocker 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 (AIEA).

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.

Autres déchets radioactifs de haute activité

Il existe au Canada une petite quantité de déchets radioactifs de haute activité qui ne sont pas du combustible nucléaire usé. Ces déchets sont entièrement conservés aux Laboratoires de Chalk River.  

Ces déchets proviennent principalement de deux sources, soit de la production d’isotopes médicaux et des premières expériences de retraitement menées des années 1940 aux années 1960.

Premières expériences de retraitement

Les LCR stockent dans trois 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, et aucune solution n’y a été ajoutée depuis.

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.

Le transport des déchets radioactifs de haute activité

La CCSN homologue la conception des colis qu’il faut utiliser pour transporter du combustible nucléaire usé et d’autres déchets radioactifs de haute activité.

La conception des colis de transport homologués doit démontrer leur capacité de retenir leur contenu en cas d’accident. 

Par exemple, la réglementation canadienne prévoit la mise à l’essai rigoureuse de tous les colis homologués, afin d’assurer leur résistance aux effets cumulatifs d’une chute de 9 m sur une surface dure, d’une exposition à une température de 800 °C pendant 30 minutes et d’une immersion dans 15 mètres d’eau pendant une heure, sans compromettre le confinement du combustible.

Le transport des matières radioactives de haute activité s’effectue de manière sûre à l’échelle nationale et internationale depuis plus de 45 ans par voie routière, ferroviaire, maritime et aérienne. Aucun accident radiologique ne s’est produit à ce jour.

La 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. À l’heure actuelle, la CCSN n’a encore reçu aucune demande de préparation de l’emplacement et de construction d’un dépôt géologique en profondeur pour la gestion à long terme des déchets radioactifs.

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