Séminaire

Étude de la caractérisation isotopique de matières nucléaires pour les applications de recyclage, en utilisant la technique d’Analyse par Transmission des Résonances Neutroniques (NRTA)

par Mlle Melissa Azzoune

Europe/Paris
LP2IB

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Description

Étude de la caractérisation isotopique de matières nucléaires pour les applications de recyclage, en utilisant la technique d’Analyse par Transmission des Résonances Neutroniques (NRTA)

Melissa Azzounea, Ludovic Mathieua, Ngoc Duy Trinhb,c, Mourad Aïchea, Sylvain Pelletierb, Fabrice Piquemala, Lionel Tondutc, Laurence Villatteb

a LP2i UMR5797, Université de Bordeaux, CNRS, Gradignan, F-33170, France

b Orano Recyclage, 125 Avenue de Paris, 92320 Châtillon, France
c Orano Recyclage, Établissement de la Hague, 50444 La Hague, France

Lors du retraitement du combustible nucléaire usé, la détermination précise de la composition isotopique des matières nucléaires, tels que l’uranium, le plutonium et les actinides mineurs, est essentielle pour optimiser les procédés industriels et garantir la sûreté nucléaire.

Depuis les années 1970, la France a fait le choix du recyclage du combustible usé afin d’optimiser les ressources et de réduire les déchets, notamment via leur vitrification et leur stockage à La Hague. Cette stratégie a été confirmée en 2024 avec la volonté de la poursuivre au-delà de 2040. Cependant, les techniques actuelles d’analyse isotopique présentent des limites. L’ICP-MS, bien que très précise, est une méthode destructive, longue et nécessitant des préparations chimiques complexes. Les méthodes non destructives basées sur la spectroscopie neutronique et gamma offrent des alternatives, mais restent limitées en termes d’identification isotopique complète et de robustesse d’analyse (dépendantes des calculs réacteur, et parfois difficiles à interpréter).

Dans ce contexte, l’analyse par transmission des résonances neutroniques (NRTA) apparaît comme une technique prometteuse, permettant une identification isotopique fine de manière non destructive. Néanmoins, son utilisation est aujourd’hui limitée à des installations de recherche de grande envergure, comme l’accélérateur GELINA du JRC-Geel.

L’objectif de ce travail est d’évaluer la faisabilité industrielle de la méthode NRTA en développant un système compact adapté aux contraintes industrielles, incluant une source de neutrons compacte, une courte distance de vol et la capacité d’analyser des objets macroscopiques.

Nous présenterons le principe de la technique NRTA, ses défis pour l’industrialisation, ainsi que des résultats issus de simulations Monte Carlo et une méthode de quantification dédiée à l’analyse des spectres de transmission Enfin, une campagne expérimentale récente réalisée sur l’accélérateur MONNET au JRC-Geel a permis de se rapprocher de conditions industrielles réalistes. Des premiers résultats issus du traitement de ces données expérimentales seront présentés.