Matières radio-actives qui se forment soit à l’état solide (déchet), soit sous forme liquide ou gazeuse (effluents) lors de l’extraction, de la fabrication, du traitement ou de la manipulation de matériaux ou de produits radio-actifs.
On classe les déchets et effluents radio-actifs, assez arbitrairement, en déchets ou effluents faiblement (de l’ordre du millicurie), moyennement (de l’ordre du curie) et fortement (en dessus) radio-actifs. Dans l’étude des dangers qu’ils peuvent présenter, il faut, en plus de l’activité et du tonnage (ou volume), faire intervenir la période T de chacun d’eux.
Origine, nature et importance des déchets et effluents radio-actifs
• Dans la production dite « normale », les déchets et effluents apparaissent dans le cycle des réacteurs nucléaires.
— Le premier stade se situe « avant le réacteur », dans les centres d’extraction de l’uranium. Dans les mines d’uranium existent des poches de radon qui peuvent être libérées au moment de l’extraction du minerai, ce qui oblige les mineurs à travailler en milieu surpressé et à porter des cagoules. Dans la fabrication des éléments combustibles à base d’uranium, on est amené à fondre les lingots dans des creusets de graphite, lesquels deviennent radio-actifs et, par conséquent, se transforment en déchets solides.
— Le deuxième stade de production se situe « dans le réacteur ». Sous l’influence des neutrons, les différentes parties du réacteur peuvent donner naissance à des substances radio-actives, dont les périodes sont relativement courtes. En cas de rupture de gaine d’un élément combustible, des produits de fission risquent de se disperser sous forme d’un nuage fortement radio-actif qui peut présenter un danger pour la population du voisinage (accident de Windscale, en Grande-Bretagne, en octobre 1957 : surtout formation d’iode 131 et de krypton 85).
— Le dernier stade se situe « après le réacteur ». On trouve dans les opérations de traitement du combustible irradié un certain nombre de produits de fission qui constituent des effluents liquides très actifs. On en compte une trentaine, de composition chimique variée, parmi lesquels figurent le strontium 90 (T = 28 ans) et le césium 137 (T = 30 ans), qui sont les plus dangereux ; une dizaine, tels que le zinc 95, le ruthénium 106, ont une période comprise entre un mois et un an ; les autres, ayant des périodes comprises entre quelques secondes et quelques jours, se neutralisent rapidement.
• Dans la production dite « irrégulière », les effluents et déchets radio-actifs se rencontrent toutes les fois que des produits radio-actifs sont utilisés à des fins de production et de recherche : réacteurs en fonctionnement, fabrication et utilisation des radio-éléments, à des fins médicales notamment, rejets des hôpitaux. À Saclay, par exemple, l’importance des déchets radio-actifs de faible activité est de l’ordre de 2 000 m3, et de 10 000 m3 pour les effluents liquides ; dans le domaine des fortes activités, on arrivait à 60 m3 pour les solides et à 10 m3 pour les liquides. Les solides contaminés peuvent être des matériaux de structure ou de démolition, des vêtements de protection, des équipements et des objets de laboratoire. Certains de ces objets peuvent être décontaminés et réutilisés après contrôle. Les liquides proviennent surtout des blanchisseries dites « actives », des ateliers de décontamination, des installations sanitaires et des laboratoires. À ces effluents liquides aqueux, il convient d’ajouter des liquides organiques, principalement des lubrifiants et des solvants contaminés. Enfin, quelques effluents gazeux peuvent être produits dans les laboratoires, généralement en faible quantité.
La production normale est beaucoup plus importante que la production irrégulière. On évalue quotidiennement à 4 g la quantité d’uranium fissionné par mégawatt électrique d’un réacteur de puissance, ce qui correspond à la même quantité de produits de fission formés ; dans une centrale de 1 000 MWe par exemple, il s’accumule, chaque jour, 4 kg de produits de fission, et, au bout de trois ans, soit 1 000 jours environ, durée moyenne d’une fournée d’uranium, cela fait approximativement 4 t pour un chargement total d’un millier de tonnes. Pour une puissance électrique nucléaire de 1 000 MWe, l’activité totale des déchets radio-actifs serait de l’ordre de 3 000 MCi. Au point de vue de la protection des populations, ce n’est pas la notion d’activité qu’il convient de prendre en considération, mais celle de dose susceptible d’être absorbée à une certaine distance du site d’explosion.