Déchets Radiocatif : Source d'Energie ?

[Lord Predator]

Bonjour à tous,

Je m'interroge quand aux devenir de nos déchets radioactif.
Encombrants, impopulaire, dangereux : ne pourraient-ils pas devenir des alliés dans une civilisation dans l'expectative énergétique ?

Enfaite, je pose cette question en sachant quelques caractéristique de ces déchets :

- certains éléments radioactif sont extrêmement exothermique
- ils ont pour une partie d'entre eux, une très longue durée de vie

Ma Question, pourquoi ne pas entreposé ces déchets qui s'amoncellent en centaine de milliers de tonne chaque année dans un entrepôt pour faire réchauffer (par leurs température) un fluide caloporteur en circuit fermer afin de produire de l'électricité.

Ma Seconde Question, elle, se repose sur une des solution de stockage de ces déchets qui fut envisagé.

"Placez des déchets nucléaires brûlants dans une sphère de tungstène de 50 cm, et celle chauffée à plus de 1300°C s'enfoncera dans le sol en fondant la roche alentour"

Cet technique, potentiellement capable d'atteindre plusieurs dizaine de kilomètre de profondeur, ne pourrait-elle pas nous permerttre :
- d'en savoir d'avantage sur la croute/ noyau Terrestre en équipant ces objets ou sonde de capteur
- de creuser économiquement la Terre pour produire de l'électricité Géothermique, sachant que la T° augmente avec la profondeur.

Dernière chose, qu'en est-il de la transmutation de ces déchets à l'heure actuel, et quelles potentielle pour celle-ci ?

Cordialement,
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[wizz]

- certains éléments radioactif sont extrêmement exothermique

aurais tu une source indiquant la température de ces déchets radioactifs?

[Lord Predator]

Bonjour,

N'étant pas un spécialiste de la radioactivité, je ne peut que vous dire qu'avec les sources dont je suis pourvu (magazine scientifique, site du CEA) que ce dégagement de chaleur est significatif, d'ailleurs propre à la désintégration nucléaire, non ?
Derrière cette question, c'est un doute qui plane, si vous pouviez m'éclaircir: c'est bien parce que les déchets nucléaire sont extrêmement radioactif, dégageant de la chaleur; cette énergie libéré aux fils du temps explique pourquoi ils perdent peu à peu leurs radioactivité, n'est-ce pas ?

Je peut cependant vous donnez le lien d'un document du CEA qui atteste de la véracité de se que j'ai dis :
http://www.cea.fr/content/download/3...illet_53fr.pdf

A ce que j'ai pu comprendre, ce sont les déchets à vie longue qui apparaisse le plus intéressant.

Peut-on débattre des possibilités que j'ai évoqués dés lors ?

Cordialement,

[Tawahi-Kiwi]

- certains éléments radioactif sont extrêmement exothermique

C'est vrai, mais ce ne sont pas des dechets generalement. Ce sont des isotopes extrement enrichis et extrement radioactif...rien a voir avec des dechets nucleaires standards....c'est encore une autre niveau.

- ils ont pour une partie d'entre eux, une très longue durée de vie

Les isotopes qui produisent une chaleur importante ont une demi-vie tres courte. Les deux sont lies. Les isotopes naturels, dont les demi-vies s'etallent sur plusieurs millions/milliards d'annees, ne produisent pas beaucoup de chaleur (meme s'ils contribuent de maniere importante au geotherme).

- "Placez des déchets nucléaires brûlants dans une sphère de tungstène de 50 cm, et celle chauffée à plus de 1300°C s'enfoncera dans le sol en fondant la roche alentour"

Cet technique, potentiellement capable d'atteindre plusieurs dizaine de kilomètre de profondeur, ne pourrait-elle pas nous permerttre :
- d'en savoir d'avantage sur la croute/ noyau Terrestre en équipant ces objets ou sonde de capteur
- de creuser économiquement la Terre pour produire de l'électricité Géothermique, sachant que la T° augmente avec la profondeur.

C'est un programme d'etude geophysique envisage. Mais a nouveau, il ne s'agit pas de dechets, mais d'isotopes soigneusement selectione pour atteindre une temperature superieure au solidus des roches alentours. Dans ce cas-ci, du cobalt-60.

Ojovan M.I., Gibb F.G.F., Poluektov P.P., Emets E.P. 2005. Probing of the interior layers of the Earth with self-sinking capsules. Atomic Energy, 99, 556–562

Ojovan M.I., Gibb F.G.F. "Exploring the Earth’s Crust and Mantle Using Self-Descending, Radiation-Heated, Probes and Acoustic Emission Monitoring". Chapter 7. In: Nuclear Waste Research: Siting, Technology and Treatment, ISBN 978-1-60456-184-5, Editor: Arnold P. Lattefer, Nova Science Publishers, Inc. 2008


T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Juste pour dire que l'idée en tout cas n'est pas neuve. Les sondes spatiales s'éloignant trop du Soleil pour l'utiliser comme source d'énergie (exemple la sonde Cassiny-Huygens ou les sondes Pioneers) utilisent une source radioactive et un thermocouple.

Voir :

http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9...0_radioisotope

[curieuxdenature]

Derrière cette question, c'est un doute qui plane, si vous pouviez m'éclaircir: c'est bien parce que les déchets nucléaire sont extrêmement radioactif, dégageant de la chaleur;

Bonjour Lord Predator

tout le problème consiste à estimer ce dégagement de chaleur, si c'est 10 watts par tonne de produits tu imagines aisément le peu d'intérêt de la méthode.
Souviens-toi de l'énorme quantité de minerai d'uranium traité par les Curie pour n'extraire que quelques milligrammes de Radium.
Les éléments extrêmement radioactifs n'existent qu'en infimes quantités.

cette énergie libéré aux fils du temps explique pourquoi ils perdent peu à peu leurs radioactivité, n'est-ce pas ?

et c'est bien pour ça que la chaleur dégagée est ridiculement faible par rapport à la dangerosité des produits pour les organismes vivants, ce n'est pas la chaleur qui les tue.

[Geb]

Bonjour,

Les américains du laboratoire Sandia concentrent leur effort sur le "In-Zinerator". Cette centrale nucléaire serait décliné en 2 types :

1) Une centrale pour transmuter les éléments transuraniens (à longue durée de vie) du combustible nucléaire usagé (Np, Pu, Am et Cm),
2) Une centrale pour transmuter uniquement les éléments Américium et Curium.

Une centrale pourrait produire jusqu'à 3000 MW_th d'énergie et transmuter jusqu'à 1200 kg/ an d'actinides.

Plus d'informations ici :

Fusion Transmutation of Waste and the Role of the In-Zinerator in the Nuclear Fuel Cycle

Quelques infos intéressantes, dans cette publication, sur la production de déchets nucléaires aux Etats-Unis :

The current U.S. light water reactor (LWR) fleet consists of 104 reactors producing about 100 GWe. (...) Currently, the U.S. LWR fleet produces about 2,000 MT of spent nuclear fuel per year. The Yucca Mountain Project has examined the direct disposal of this accumulated spent fuel. The repository is designed to hold 70,000 MT of spent fuel and other high level wastes (HLW) with 63,000 MT making up commercial spent fuel. About 45,000 MT of spent fuel has been accumulated to date, so in about 10 years, the repository will already be full which will require additional repositories and inhibit future growth in nuclear power.

En 2009, le parc américain de centrales nucléaires représentait plus du quart de la puissance installée dans le monde :

Les plus gros producteurs d’électricité nucléaire en 2009

Ce qui nous donne, à la louche, 4 x 2000 tonnes métriques de déchets par an. Donc 8000 tonnes de déchets nucléaires produits par an au niveau mondial.

Cordialement

[Koranten]

Les déchets vitrifiés libèrent énormément de chaleur (2000W par conteneur, et des conteneurs il y en a un paquet).

Leur durée de vie chauffante est loin d'être nulle : quelques dizaines d'années.

Techniquement c'est très facile de récupérer cette chaleur. Le vrai "problème" est lié à la sûreté : hors de question de sortir ces colis des usines et centre d'entreposages dédiés (santé, terrorisme, etc.).

Ensuite, même dans ces centres, il est très difficile de récupérer cette chaleur, toujours pour des raisons de sûreté : les bâtiments d'entreposage doivent permettre d'évacuer la chaleur quoiqu'il arrive (pour éviter que la matrice verrière n'atteigne le point de transition vitreuse, en gros pour éviter que le verre ne re-fonde).
Et les scénarios les plus dingues sont envisagés (canicule, incendie, séisme, etc.).
Du coup, même s'il est facile de récupérer l'énergie en fonctionnement normal, le système de récupération devient vitre très "encombrant" lorsqu'il s'agit de garantir la sûreté dans tous les scénarios incidentels et accidentels exigés.

[Damien49]

Ma Seconde Question, elle, se repose sur une des solution de stockage de ces déchets qui fut envisagé.

"Placez des déchets nucléaires brûlants dans une sphère de tungstène de 50 cm, et celle chauffée à plus de 1300°C s'enfoncera dans le sol en fondant la roche alentour"

Cet technique, potentiellement capable d'atteindre plusieurs dizaine de kilomètre de profondeur, ne pourrait-elle pas nous permerttre :
- d'en savoir d'avantage sur la croute/ noyau Terrestre en équipant ces objets ou sonde de capteur
- de creuser économiquement la Terre pour produire de l'électricité Géothermique, sachant que la T° augmente avec la profondeur.

Même si c'était techniquement possible, le problème évident qui me vient à l'esprit est qu'il serait trop dangereux de laisser cette matière instable sans qu'elle soit strictement contrôlé. La logique veut qu'une matière dangereuse doit être stabilisé, confiné et rendu le plus inerte possible, tout le contraire de ce que tu proposes donc...

[Lord Predator]

Juste pour dire que l'idée en tout cas n'est pas neuve. Les sondes spatiales s'éloignant trop du Soleil pour l'utiliser comme source d'énergie (exemple la sonde Cassiny-Huygens ou les sondes Pioneers) utilisent une source radioactive et un thermocouple.

C'est exact, la sonde pour Pluton en est pourvue notamment, cependant j'ai cru comprendre que la Nasa ne pourrait plus à l'avenir se permettre ce genre d'expédition, pour manque de matière disponible, paradoxale non ? Qu'en est-il ?

Souviens-toi de l'énorme quantité de minerai d'uranium traité par les Curie pour n'extraire que quelques milligrammes de Radium.

Il ne s'agit pas d'utilisé de l'uranium naturel, il s'agit d'utiliser des déchets nucléaire qui ont déja été enrichis, toute la nuance est là.
Quand aux dégagement d'énergie, même si j'ignore la quantiter de chaleur vraiment émises, elle reste significatif pour pouvoir en tirer du travail.

Les déchets vitrifiés libèrent énormément de chaleur (2000W par conteneur, et des conteneurs il y en a un paquet).

Leur durée de vie chauffante est loin d'être nulle : quelques dizaines d'années.

Techniquement c'est très facile de récupérer cette chaleur. Le vrai "problème" est lié à la sûreté : hors de question de sortir ces colis des usines et centre d'entreposages dédiés (santé, terrorisme, etc.).

Ensuite, même dans ces centres, il est très difficile de récupérer cette chaleur, toujours pour des raisons de sûreté : les bâtiments d'entreposage doivent permettre d'évacuer la chaleur quoiqu'il arrive (pour éviter que la matrice verrière n'atteigne le point de transition vitreuse, en gros pour éviter que le verre ne re-fonde).
Et les scénarios les plus dingues sont envisagés (canicule, incendie, séisme, etc.).
Du coup, même s'il est facile de récupérer l'énergie en fonctionnement normal, le système de récupération devient vitre très "encombrant" lorsqu'il s'agit de garantir la sûreté dans tous les scénarios incidentels et accidentels exigés.

Ton post est trés interessant, cependant sait-tu si cette option a vraiment été envisagés ? Les contraintes de sécurité sont-elles vraiment impensable a mettre en place ?
Tirer une énergie significatif pendant une durée loin d'être négligeable en exploitant ce qui fut des déchets et qui embarrasse ne mérite-t-elle pas d'en prendre le risque ?

Geb, pourrait-tu m'en dire d'avantage sur ce projet ? Moi et l'anglais tu sais ...

Même si c'était techniquement possible, le problème évident qui me vient à l'esprit est qu'il serait trop dangereux de laisser cette matière instable sans qu'elle soit strictement contrôlé. La logique veut qu'une matière dangereuse doit être stabilisé, confiné et rendu le plus inerte possible, tout le contraire de ce que tu proposes donc...

Pourrait-tu m'expliqués en quoi se serait dangereux de laisser des éléments radioactif s'enfonçant progressivement (et en ligne droite : gravitation) dans la croûte Terrestre en les laissant irrémédiablement atteindre le noyau ?

Cordialement,

[Koranten]

Lord, l'option a été envisagée et étudiée. Mais à ma connaissance rien n'a été réalisé.
Dans l'absolu c'est évidemment faisable mais il faut bien comprendre que les contraintes de sûreté sont énormes (les scénarios envisagés sont complètement dingues et c'est tant mieux pour la sécurité).
Du coup la faisabilité et l'intérêt de cette récupération, même si elles sont toujours à l'étude, ne sont à ma connaissance pas prévue pour le moment.
Mais il y a de fortes chances que ça se fasse. Un jour.

[JPL]

Il ne faut pas oublier aussi ce bon monsieur Carnot. Les déchets considérés comme source chaude ne peuvent pas être à une température très élevée pour des raisons de sécurité de stockage. Donc le rendement de conversion serait ridiculement faible.

[Koranten]

En fait, ce serait utilisé pour chauffer les locaux des installations. Et là, il y a de quoi faire, avec de l'air à 100°C...

[Cécile]

Les freins sont multiples :
- la chaleur se transporte mal. Or, les installations de stockage de déchets radioactifs, pour des raisons évidentes de sécurité et d'acceptabilité, sont loin des habitations.
- pour chauffer ainsi des logements, il faut passer par un réseau de chaleur, qui n'est acceptable économiquement que pour les zones denses en habitations. Là encore, ce n'est pas le cas : les stockages de déchets sont plutôt dans des départements assez peu peuplés.
- Le but de ces stockages, c'est de confiner de manière la plus sûre possible ces déchets. Un tuyau plein d'eau chaude circulant dans ces stockages, puis allant vers des zones à chauffer, va évidemment à l'encontre de cette volonté de confinement.
- l'acceptabilité sociale : combien de personnes accepteront d'être "chauffées aux déchets nucléaires" ?

Quand on voit, déjà, que la simple récupération de chaleur en sous-sol (géothermie) pour chauffer les logements a du mal à trouver sa rentabilité économique, sauf à de rares endroits (L'Haÿ-les-Roses), on peut douter de la faisabilité de la récupération de chaleur des déchets nucléaires.

[calculair]

Bonjour,

J'avais dejà posé cette question pour faire des minis reacteurs nucleaires pour produire de l'énergie avec les dechets radioactifs

Le 1° inconvénient est qu'il est difficile d'arrêter ce reacteur quand on a plus besoin de l'energie.

Le 2° c'est que les responsables assurant le controle des produits radioactifs voient d'un trés mauvais oeuil la déssimination de ces dechets.

Si non ce la serait sympa d'avoir une voiture electrique à dechets radioactifs confinés dans un reservoir en Pb et de trés trés grande autonomie.

A l'arrêt il faudrait allumer les phares pour evacuer sous forme de lumière l'energie du mini reacteurs !!!!!!!

[Koranten]

L'objectif ne serait pas de chauffer des habitations : trop loin des sites, en effet.

L'idée serait plutôt de chauffer les installation des sites eux-mêmes (c'est pas énorme mais le gain, ne serait-ce que sur la facture, ne serait pas négligeable au final).

Enfin, l'air qui s'échauffe dans ces systèmes est relâché à l'atmosphère, car il ne touche pas les déchets eux-mêmes : pour d'évidentes raisons de sûreté, il y a des de multiples barrières de confinement qui l'empêche.

Du coup, c'est de l'air bien chaud qui pourrait venir chauffer les installations au lieu d'être relargué à l'extérieur. Rien de bien transcendant mais ce serait toujours ça de pris.

[Cécile]

Il existe déjà des centaines d'installations industrielles qui produisent de la chaleur en excès, qu'on ne valorise pas. Par exemple, tous les incinérateurs ne sont pas reliés à des réseaux de chaleur, ni à des industries ayant besoin de chaleur.
Alors des centres de stockage de déchets radioactifs éloignés de tout...
Quant au site de stockage lui-même, il n'a pas besoin de chaleur.

[calculair]

Bonjour

Comment tu faits en été.... Tu transpires!!!!