Etude de la synthèse et de la caractérisation de microsphères d’oxydes d’actinides et de leur mise en œuvre pour la fabrication de matériaux céramique à microstructures contrôlées

Responsable CEA : Delahaye, ThibaudDirecteur universitaire : Ayral, AndréNational audienceLa fermeture du cycle électronucléaire est aujourd’hui une des volontés françaises dans laquelles’inscrit le recyclage des déchets nucléaires en sortie de réacteur. Contributeur majeur à leurradiotoxicité, le plutonium (Pu) est valorisé par la production de combustible MOx où il est mélangéà de l’uranium (U) appauvri, pour être à nouveau irradié. Aujourd’hui coulés dans des verres etstockés dans des sites dédiés, deux autres types de déchets restent à gérer : les produits defission (PF), à demi-vie courte, et les actinides mineurs (AM) qui sont, malgré leur faible teneur(0,7% at. du combustible usé), les principaux contributeurs à la radiotoxicité et à la thermicité desdéchets sur le long terme, après recyclage du Pu. Les AM sont représentés par les troisradioéléments suivants : l’américium (Am), le neptunium (Np) et le curium (Cm).La nécessité d’une gestion à long terme des AM a été définie par la loi Bataille de 1991, complétéeen 2006, qui définit les grands axes de recherche dans ce domaine avec, d’une part l’étude dustockage en grande profondeur, et d’autre part la démonstration de la faisabilité technique de laséparation et de la transmutation des AM en réacteurs à neutrons rapides (RNR). Dans ce derniercas, deux modes de transmutation sont couramment considérés : la transmutation homogène pourlaquelle les AM sont directement associés au combustible en quantités limités (<3%) afin de nepas modifier la neutronique du cœur et la transmutation hétérogène pour laquelle des composésdédiés de type (U,AM)O$_2$ (10 < AM < 15% at.) sont fabriqués et placés en périphérie du cœur etainsi nommés couverture chargées en AM (CCAM). Ce dernier mode constitue la voie deréférence. De par son abondance et sa très grande radiotoxicité, les études se concentrentactuellement sur la transmutation hétérogène de l’Am avec la fabrication et l’irradiation de pastillesd’U$_{1-x}$Am$_x$O$_2$