Le combustible nucléaire irradié canadien

Nous accorderons toujours la plus grande priorité à la sûreté dans notre mise en oeuvre du plan canadien de gestion sûre du combustible nucléaire irradié actuel et futur.

Depuis plus d’un demi-siècle, le Canada utilise l’énergie nucléaire comme source d’électricité fiable et à faibles émissions de carbone pour alimenter ses foyers et ses entreprises. Aujourd’hui, alors que la demande mondiale d’énergie augmente et que la nécessité de lutter contre les changements climatiques devient chaque jour plus urgente, l’énergie nucléaire occupe une place de plus en plus grande dans la conversation publique et un secteur de recherche étudie activement diverses nouvelles technologies qui pourraient être mises en oeuvre.

 

Le combustible nucléaire irradié est un sous-produit de l’énergie nucléaire et il doit être géré de manière sûre et à long terme.

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Le combustible nucléaire irradié

Le combustible nucléaire irradié canadien

Qu’est-ce que le combustible nucléaire irradié?

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Cette photo montre un groupe de personnes devant des conteneurs de stockage à sec.

Le combustible nucléaire irradié canadien

Comment est-il actuellement entreposé?

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À propos du combustible nucléaire irradié canadien

Le parc de réacteurs nucléaires de l’Ontario, du Québec et du Nouveau-Brunswick produit de l’électricité à partir de l’énergie nucléaire depuis plus d’un demi-siècle. Le combustible nucléaire irradié est un sous-produit de ce processus.

Le combustible nucléaire irradié canadien est actuellement entreposé de manière sûre sur les sites des réacteurs existants en Ontario, au Québec et au Nouveau-Brunswick, ainsi que sur celui d’un laboratoire au Manitoba. La méthode actuelle est sûre, mais provisoire, car elle requiert une maintenance et une gestion continues.

C’est pourquoi le Canada s’est doté d’un plan de gestion à long terme sûre du combustible nucléaire irradié.

#SaviezVous : Qu'est-ce que le combustible nucléaire irradié ?

Contrairement aux représentations utilisées dans plusieurs bandes dessinées et films, le combustible nucléaire irradié canadien ne se présente pas sous forme liquide ou gazeuse. C’est un solide stable — un type de céramique — qui est scellé dans des contenants de conception spéciale qui sont soudés les uns aux autres pour former une « grappe ». 

Chaque grappe pèse approximativement 53 livres (24 kilogrammes) et est sensiblement de la taille et de la forme d’une bûche pour le foyer. Lorsqu’une grappe est retirée d’un réacteur nucléaire, elle a la même apparence que lorsqu’elle y a été insérée, mais elle est hautement radioactive et elle le demeurera pendant une très longue période.

C’est pourquoi le plan canadien prévoit de confiner et d’isoler le combustible nucléaire irradié dans un dépôt géologique en profondeur pour les générations à venir.

Adaptation aux technologies émergentes

Le plan canadien est conçu pour s’adapter aux évolutions technologiques, notamment aux nouvelles sources de combustible irradié telles que les petits réacteurs modulaires (PRM). Nous intégrons une certaine flexibilité dans la conception des éléments du dépôt géologique en profondeur afin d’être prêts à appliquer les décisions qui seront prises dans le futur.
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Comment est-il actuellement entreposé?

Lorsque les grappes de combustible nucléaire irradiées sont retirées d’un réacteur, elles sont placées dans une piscine remplie d’eau, où leur chaleur et leur radioactivité pourront diminuer. Au bout de sept à 10 ans, les grappes sont ensuite placées dans des conteneurs, des silos ou des enceintes de stockage à sec. Le stockage à sec est une technologie éprouvée, qui est utilisée dans le monde depuis les années 1980.
 
Les conteneurs de stockage à sec sont composés de béton armé à haute densité, d’une épaisseur approximative de 510 millimètres (20 pouces) — soit approximativement la hauteur d’un border collie — et sont revêtus à l’intérieur comme à l’extérieur d’une plaque d’acier de 12,7 millimètres (un demi-pouce) d’épaisseur. L’épaisseur du béton constitue une barrière efficace contre les rayonnements.  

La durée de vie des conteneurs de stockage est d’au moins 50 ans. Ils sont activement surveillés et les études réalisées indiquent que s’ils sont régulièrement entretenus et inspectés, ces conteneurs peuvent être utilisés en toute sûreté pendant des périodes beaucoup plus longues. Après ces 50 années, la vie de ces conteneurs peut être prolongée, ou le combustible irradié peut être remballé. Ces décisions dépendront d’un certain nombre de facteurs, entre autres du calendrier de mise en oeuvre du plan canadien de gestion à long terme du combustible irradié.
 
Bien que la radioactivité du combustible irradié diminue avec le temps, sa toxicité chimique persiste. Pour protéger les personnes et l’environnement, il nécessite un plan de gestion à long terme.

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Combien y a-t-il de combustible nucléaire irradié?

3,3 millions de grappes

À partir de 2023, le Canada avait accumulé approximativement 3,3 millions de grappes de combustible irradiées. S’il pouvait être cordé comme du bois de chauffage, tout ce combustible nucléaire irradié pourrait loger dans le volume d’approximativement neuf patinoires de hockey de la LNH, de la surface de la glace à la hauteur de la bande. À la fin de la période d’exploitation prévue des réacteurs nucléaires canadiens existants, le nombre de grappes de combustible irradié pourrait s’élever à approximativement 5,6 millions.

Nous surveillons aussi de près les projets de PRM afin de nous préparer aux décisions qui pourraient venir modifier le volume et le type de déchets que nous devrons gérer. La quantité de combustible irradié produite par d’éventuels nouveaux projets nucléaires, y compris les petits réacteurs modulaires (PRM), dépendra de la taille et du type de réacteur, ainsi que du nombre de réacteurs déployés. Les plans des nouveaux projets nucléaires proposés sont à divers stades de développement. Au fur et à mesure de l’avancement de ces projets, la SGDN mettra à jour ses prévisions d’inventaire.

À la fin de 2023, nous sommes au courant de trois projets de PRM qui étaient dans le processus réglementaire. Nous continuons à surveiller les autres projets potentiels et lorsque ces projets avanceront à des étapes ultérieures d’élaboration, cela sera pris en compte dans la planification et les prévisions de la SGDN.

La SGDN publie des rapports annuels sur l’inventaire de combustible nucléaire irradié. Ces rapports sont disponibles ici.

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Questions connexes

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Combien d’énergie produit une grappe de combustible?
Une grappe de combustible peut produire suffisamment d’électricité pour alimenter un foyer pendant 100 ans, soit approximativement 1100 mégawattheures (MWh).

Une grappe de combustible demeure 12 à 20 mois dans un réacteur nucléaire, selon son emplacement dans le coeur du réacteur. Au fil du temps, la quantité d’uranium-235 (U-235) dans la grappe de combustible diminue jusqu’à ce que la grappe ne puisse plus soutenir une réaction nucléaire suffisamment calorifique pour produire de l’électricité. L’U-235 est le principal isotope d’uranium utilisé pour produire de l’électricité.
Quelle est la différence entre les déchets de faible, moyenne et haute activité?
Les centrales nucléaires produisent trois types de déchets radioactifs — des déchets de faible, de moyenne et de haute activité.

Les déchets de faible activité sont des articles industriels (tels que serpillères, torchons, chiffons, essuie-tout, vêtements et balayures) qui ont été contaminés par de faibles niveaux de radioactivité lors des activités normales de nettoyage et d’entretien des centrales nucléaires. Les déchets de faible activité contiennent des substances radioactives à courte vie et peuvent être manipulés de manière sécuritaire en prenant des précautions élémentaires.

Les déchets de moyenne activité sont plus radioactifs et comprennent principalement les composants usés des réacteurs nucléaires, les résines échangeuses d’ions et les filtres utilisés pour purifier le contenu des systèmes d’eau des réacteurs.

Les déchets de haute activité sont en fait le combustible nucléaire irradié. Lorsque les grappes de combustible irradié sont retirées du réacteur, elles sont hautement radioactives, contiennent des substances radioactives à vie longue et génèrent une chaleur considérable. Les déchets de haute activité doivent être gérés avec prudence pendant une très longue période.

En vertu de la Politique-cadre en matière de déchets radioactifs du gouvernement fédéral, les propriétaires de déchets tels qu’OPG, Énergie NB, Hydro-Québec et les Laboratoires Nucléaires Canadiens sont responsables des déchets de faible et moyenne activité qu’ils produisent. Ils sont également responsables de l’entreposage et de la gestion provisoires du combustible nucléaire irradié. La SGDN a été créée conformément à la Loi sur les déchets de combustible nucléaire par les propriétaires de déchets. C’est nous qui sommes responsables de la gestion à long terme du combustible irradié et nos activités sont assujetties à la surveillance du gouvernement fédéral.
Le combustible irradié peut-il s’enflammer, exploser ou fondre?
Non. Le combustible CANDU irradié n’est pas liquide ou gazeux — c’est un solide stable. En vertu des règlements canadiens et internationaux, il n’est pas classé comme une substance inflammable, explosive ou fissile.

La désintégration radioactive du combustible CANDU irradié génère une certaine quantité de chaleur. Toutefois, lorsque le combustible irradié sera transporté vers le dépôt, il aura refroidi pendant plusieurs années dans une installation provisoire d’entreposage. Il pourra être refroidi à l’air et ne produira pas suffisamment de chaleur pour fondre.

Les pastilles de combustible nucléaire irradié sont fabriquées à partir d’une poudre de dioxyde d’uranium cuite dans un four pour produire une céramique dure de haute densité. Les céramiques ne se dissolvent pas facilement dans l’eau et résistent aux températures élevées.
Pourriez-vous envoyer le combustible nucléaire irradié dans l’espace?
Non. Au cours d’un dialogue mené pendant trois années avec des experts et le public sur les possibles méthodes de gestion à long terme, l’évacuation dans l’espace était une des approches présentant un intérêt limité que nous avons écartées.

L’évacuation dans l’espace n’a pas été retenue comme approche parce qu’il s’agit d’un concept non éprouvé qui n’est mis en oeuvre nulle part et qui ne fait l’objet d’aucun plan national de recherche-développement ailleurs dans le monde. Les préoccupations quant aux risques d’accident et aux risques à la santé de la population et à l'environnement ont été renforcées par les accidents des navettes spatiale Challenger et Columbia des États-Unis.

En plus d’avoir examiné plusieurs autres approches possibles, nous avons discuté des trois méthodes d’entreposage à long terme suivantes, comme nous l’imposait la Loi sur les déchets de combustible nucléaire (LDCN) :
  • L’évacuation en couche géologique profonde dans le Bouclier canadien;
  • L’entreposage centralisé en surface ou souterrain;
  • L’entreposage sur les sites des réacteurs.

Chacune de ces approches présentait des avantages et des inconvénients, ce qui a incité les Canadiens participant au dialogue à proposer une autre approche, appelée la Gestion adaptative progressive (GAP). La GAP incorpore les objectifs jugés importants par les gens, y compris la sûreté, l’équité, le bien-être de la collectivité, la possibilité d’une adaptation et le respect de l’environnement.

Que se passera-t-il si le combustible nucléaire irradié est exposé à de l’eau?

L’objectif du plan canadien — la raison pour laquelle nous investissons du temps, des efforts et de l’argent pour le mettre en oeuvre — est de protéger les gens et l’environnement, y compris l’eau.

 

Le combustible nucléaire irradié est une matière solide stable. Les pastilles de combustible sont fabriquées à partir de poudre de dioxyde d’uranium, qui est cuite dans un four pour produire une céramique dure et de haute densité. Comme toutes les céramiques, ce matériau ne se dissout pas facilement dans l’eau.

 

Malgré cela, dans le dépôt proposé, le combustible nucléaire irradié sera isolé à grande distance de l’eau à l’aide d’une série de barrières ouvragées et naturelles que nous appelons le système à barrières multiples. Ce système est conçu pour maintenir le combustible nucléaire irradié à l’intérieur du dépôt et l’eau à l’extérieur, afin que les deux n’entrent pas en contact l’un avec l’autre.

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