90 000 tonnes de déchets nucléaires aux États-Unis : Où et comment sont-ils stockés ?

There's 90,000 tons of nuclear waste in the US. How and where is it stored?

90 000 tonnes de déchets nucléaires aux États-Unis : Où et comment sont-ils stockés ?

Aux États-Unis, environ 90 000 tonnes de déchets nucléaires sont stockées dans plus de 100 sites répartis dans 39 États, dans diverses structures et conteneurs. Depuis des décennies, le pays tente de centraliser ce stockage dans un lieu unique et sécurisé. Une loi fédérale de 1987 a désigné Yucca Mountain, dans le Nevada, comme site de stockage permanent, mais des obstacles politiques et juridiques ont retardé sa construction. Le projet, à peine commencé, a vu son financement coupé par le Congrès en 2011. Pendant ce temps, les 94 réacteurs nucléaires en activité dans 54 centrales continuent de produire des déchets radioactifs. L'intérêt croissant pour l'énergie nucléaire, motivé par les préoccupations environnementales et les nouvelles applications pour les petites centrales, rend la question du stockage encore plus urgente. En mars 2025, la Cour suprême a examiné des arguments concernant un site de stockage temporaire, avec une décision attendue pour fin juin. Quoi qu'il advienne, la recherche d'une solution permanente risque de se prolonger pendant des années. Je suis un expert en corrosion spécialisé dans le confinement des déchets nucléaires, qu'il s'agisse de stockage temporaire ou de disposition permanente. Aux États-Unis, les déchets radioactifs proviennent principalement de deux sources : la fabrication d'armes nucléaires pendant la Guerre froide et la production d'électricité dans les centrales. On trouve également de petites quantités de déchets médicaux. Les résidus du traitement chimique des matériaux radioactifs utilisés pour les armes, souvent appelés "déchets de défense", sont vitrifiés et coulés dans des conteneurs en acier inoxydable. Ces cylindres, hauts de 3 mètres et larges de 60 cm, pèsent environ 2,3 tonnes une fois remplis. Pour l'instant, la majorité de ces déchets est stockée dans des réservoirs souterrains, principalement à Hanford (Washington) et Savannah River (Caroline du Sud), deux sites clés du programme nucléaire militaire. À Savannah River, une partie des déchets a déjà été vitrifiée, mais une grande quantité reste non traitée. Dans les deux cas, des fuites ont contaminé le sol sous les réservoirs, bien que les autorités affirment qu'il n'y a pas de risque pour la santé. Les efforts actuels se concentrent sur la protection des réservoirs contre la corrosion pour éviter de nouvelles fuites. La majeure partie des déchets nucléaires aux États-Unis provient du combustible usé des centrales électriques. Avant utilisation, ce combustible se présente sous forme de pastilles d'oxyde d'uranium enfermées dans des tubes de zirconium, regroupés en assemblages. Ces assemblages, longs de 3,5 à 5 mètres et larges de 12 à 20 cm, sont utilisés dans les réacteurs pour produire de l'électricité. Après trois à cinq ans, bien que toujours très radioactifs, ils sont retirés et placés dans des piscines de refroidissement pendant environ cinq ans. Ensuite, ils sont séchés et scellés dans des conteneurs en acier inoxydable, stockés à l'extérieur dans des silos en béton ventilés. Fin 2024, on comptait plus de 315 000 assemblages de combustible usé et 3 800 conteneurs de stockage sec répartis sur les sites actuels et anciens de centrales nucléaires. Même les réacteurs démantelés conservent leurs déchets dans des silos en béton, entretenus par les compagnies électriques. La corrosion représente une menace sérieuse pour ces méthodes de stockage. Les centrales nucléaires, situées près de sources d'eau, sont particulièrement vulnérables aux embruns salés près des côtes. Ces particules peuvent corroder les conteneurs en acier inoxydable, bien que ce matériau soit généralement résistant. Des recherches financées par le Département de l'Énergie ont montré que des piqûres et fissures pourraient se former sur les conteneurs stockés près de la mer. Cependant, une fuite radioactive nécessiterait également la corrosion des tubes de zirconium et du combustible lui-même, ce qui est peu probable. Une solution permanente reste lointaine. Le site idéal doit être géologiquement stable pour des milliers d'années et politiquement acceptable. Le transport des déchets vers ce site, où qu'il soit, posera également des défis logistiques majeurs. En attendant, les déchets resteront là où ils sont.

90.000 tấn chất thải hạt nhân tại Mỹ: Chúng được lưu trữ ở đâu và như thế nào?

Tại Mỹ, khoảng 90.000 tấn chất thải hạt nhân đang được lưu trữ tại hơn 100 địa điểm thuộc 39 tiểu bang, trong các cấu trúc và thùng chứa đa dạng. Trong nhiều thập kỷ, quốc gia này đã nỗ lực tập trung lượng chất thải này về một địa điểm an toàn duy nhất. Một đạo luật liên bang năm 1987 chỉ định Yucca Mountain ở Nevada làm bãi chôn lấp vĩnh viễn, nhưng các tranh cãi chính trị và pháp lý đã khiến công trình bị trì hoãn. Dự án vừa khởi công thì Quốc hội đã cắt toàn bộ ngân sách vào năm 2011. Trong khi đó, 94 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động tại 54 nhà máy điện vẫn tiếp tục sản sinh chất thải phóng xạ. Sự quan tâm ngày càng tăng đối với năng lượng hạt nhân, xuất phát từ lo ngại về khí thải nhiên liệu hóa thạch và tiềm năng ứng dụng cho các nhà máy hạt nhân quy mô nhỏ, khiến vấn đề xử lý chất thải càng thêm cấp bách. Tháng 3/2025, Tòa án Tối cao Mỹ đã xem xét các tranh luận về địa điểm lưu trữ tạm thời, với phán quyết dự kiến vào cuối tháng 6. Dù kết quả thế nào, cuộc tìm kiếm giải pháp lâu dài sẽ còn kéo dài nhiều năm nữa. Là một chuyên gia về ăn mòn vật liệu, tôi tập trung nghiên cứu các phương pháp chứa chất thải hạt nhân tạm thời và lâu dài. Tại Mỹ, chất thải phóng xạ chủ yếu gồm hai loại: từ sản xuất vũ khí hạt nhân thời Chiến tranh Lạnh và từ nhà máy điện hạt nhân. Ngoài ra còn có lượng nhỏ chất thải y tế. Chất thải từ chế tạo vũ khí, còn gọi là "chất thải quốc phòng", được xử lý bằng cách nấu chảy cùng thủy tinh và đổ vào thùng thép không gỉ cao 3m, đường kính 60cm, nặng khoảng 2,3 tấn khi đầy. Hiện phần lớn được lưu trong bể ngầm tại Hanford (Washington) và Savannah River (Nam Carolina) - hai cơ sở then chốt của chương trình hạt nhân quân sự. Ở Savannah River, một phần đã được xử lý, nhưng nhiều chất thải vẫn tồn đọng. Cả hai nơi đều ghi nhận rò rỉ ra đất, dù giới chức khẳng định không nguy hiểm cho sức khỏe. Các biện pháp hiện nay tập trung ngăn bể chứa bị ăn mòn. Phần lớn chất thải hạt nhân Mỹ là nhiên liệu đã qua sử dụng từ nhà máy điện. Trước khi dùng, nhiên liệu tồn tại dưới dạng viên uranium oxide bọc trong ống zirconium, ghép thành bó dài 3,5-5m, đường kính 12-20cm. Sau 3-5 năm vận hành, dù vẫn rất phóng xạ, các bó nhiên liệu được chuyển sang bể làm nguội trong 5 năm, sau đó sấy khô và niêm phong trong thép không gỉ, đặt ngoài trời trong silo bê tông thông gió. Tính đến tháng 12/2024, Mỹ có hơn 315.000 bó nhiên liệu đã qua sử dụng và 3.800 thùng chứa khô tại các nhà máy đang hoạt động hoặc đã đóng cửa. Ngay cả khi nhà máy bị tháo dỡ, công ty điện lực vẫn phải bảo trì silo chứa chất thải. Ăn mòn là mối đe dọa lớn. Các nhà máy điện hạt nhân luôn đặt gần nguồn nước, trong đó 9 cơ sở cách biển chưa đầy 3km. Giọt nước biển bắn vào không khí có thể gây ăn mòn bề mặt kim loại. Dù thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn, trong điều kiện nhất định vẫn có thể xuất hiện vết rỗ hoặc nứt. Nghiên cứu do Bộ Năng lượng Mỹ tài trợ, bao gồm công trình của tôi, chỉ ra nguy cơ này. Tuy nhiên, rò rỉ phóng xạ chỉ xảy ra nếu cả thùng chứa, ống zirconium và nhiên liệu đều bị ăn mòn - khả năng này rất thấp. Giải pháp vĩnh viễn vẫn còn xa vời. Địa điểm lý tưởng phải ổn định địa chất hàng nghìn năm và được công chúng chấp nhận. Việc vận chuyển chất thải tới đó cũng là thách thức lớn. Trong khi chờ đợi, chất thải vẫn nằm tại chỗ.