Rosatom crée un nouveau laboratoire pour tester la technologie de retraitement du combustible nucléaire usé des réacteurs à sels fondus

Le premier site de l'Institut du radium Khlopin, relevant du département scientifique de la société d'État russe Rosatom, achève la construction d'un nouveau laboratoire qui sera spécialement dédié aux essais des technologies de traitement et de retraitement du combustible nucléaire usé (SNF) des réacteurs à sels fondus (JSR/MSR). Lors de la première phase d'essais de l'installation, il est prévu de synthétiser des compositions de combustible simulées à base de fluorure de lithium et de fluorure de béryllium, en y ajoutant des simulants de produits de fission et de plutonium ; ensuite, la technologie sera validée sur modèle, et finalement mise en œuvre en conditions réelles sur la base du réacteur de recherche à sels fondus (IZHSR) en cours de construction à Jeleznogorsk. Les travaux de construction, d'installation et de mise en service correspondants devraient être achevés d'ici fin 2026, et préparer le terrain pour les premières recherches.

Le directeur général par intérim de l'Institut du radium Khlopin, Oleg Volkov, a déclaré que l'institut mène actuellement les travaux de construction du laboratoire et de mise en service des équipements. Selon le programme de recherche, les essais de la technologie développée auront lieu en 2027. Si la validation en conditions d'exploitation est couronnée de succès, elle constituera une condition préalable à la création d'une base technologique de traitement et de retraitement du combustible nucléaire usé pour les réacteurs à sels fondus industriels.

Les réacteurs à sels fondus constituent un élément important du concept de cycle fermé du combustible nucléaire (FC NFC). Leur rôle principal réside dans l'incinération (transmutation) des actinides mineurs, ce qui permet d'améliorer la sûreté environnementale de l'énergie nucléaire nationale russe. La technologie envisagée de retraitement du combustible usé repose sur l'extraction réductrice pyrométallurgique/en métal liquide, réalisée en continu, des matières nucléaires et des poisons neutroniques (produits de fission) à partir de la composition combustible, suivie d'une réextraction des matières nucléaires dans le sel combustible en vue de leur réutilisation dans le réacteur.

Le chef du laboratoire des technologies et procédés de solidification des déchets radioactifs de l'Institut du radium Khlopin, Ilia Skrigan, a indiqué que l'étape principale du procédé consiste à mélanger deux bains de fusion — le sel combustible et le bismuth lithié — dans des conditions hydrodynamiques intenses. Au cours de ce processus, le lithium passe dans le sel combustible, tandis que les poisons neutroniques extraits du sel passent dans le bismuth. La particularité de cette technologie et de cet équipement réside dans la nécessité de fonctionner à une température élevée d'environ 700 degrés Celsius et en milieu fortement corrosif, de transférer les bains de fusion entre les équipements et de maintenir une atmosphère inerte dont la teneur en oxygène ne dépasse pas 100 ppm. Il n'existe actuellement aucun équipement comparable dans le monde.

Les essais de la technologie des réacteurs à sels fondus industriels seront également menés en lien avec la construction du réacteur de recherche à sels fondus (IZHSR), dont l'implantation est prévue à Jeleznogorsk, dans le kraï de Krasnoïarsk. Rosatom met en œuvre ce projet conjointement avec l'Institut Kourtchatov ; la conception technique de l'installation de recherche à sels fondus est actuellement en phase de finalisation.

Les réacteurs à sels fondus appartiennent à la quatrième génération de technologies nucléaires. À l'avenir, ces installations permettront de réduire de manière exponentielle le volume et l'activité des déchets nucléaires, et de s'affranchir de la dépendance à un stockage géologique profond coûteux. La technologie des réacteurs à sels fondus est considérée comme l'un des outils efficaces pour résoudre le problème des actinides mineurs en Russie (principalement le curium), et également comme une initiative d'extension de services offerts aux partenaires étrangers souhaitant procéder au retraitement du combustible usé avec une production minimale de déchets de haute activité.

L'Institut du radium Khlopin est l'établissement scientifique le plus ancien de Russie et la première organisation de recherche du pays dans le domaine des sciences et technologies nucléaires. L'institut occupe une position de premier plan dans la recherche en physique nucléaire, radiochimie, géochimie et écologie, ainsi que dans les domaines de l'énergie nucléaire, de l'écologie radiologique et de l'obtention d'isotopes ; il est également le principal fournisseur de radionucléides et de sources de radionucléides (y compris de produits radiopharmaceutiques) destinés à la vente intérieure et à l'exportation.