Les eaux usées nucléaires se réfèrent aux eaux usées contenant des substances radioactives produites lors de l'utilisation de l'énergie nucléaire. Ces substances radioactives comprennent principalement le tritium, l'uranium, le plutonium, le thorium et le radium. Les eaux usées nucléaires proviennent principalement des centrales nucléaires, de la fabrication d'armes nucléaires, de la recherche en médecine nucléaire et de la production de matières radioactives. Sur la base de son niveau de rayonnement et de sa source, les eaux usées nucléaires peuvent être classées en eaux usées radioactives de haut niveau et en eaux usées radioactives de bas niveau.
1. Opérations de centrales nucléaires
- Eau de refroidissement du réacteur: utilisé pour refroidir le combustible nucléaire, qui peut contenir des substances radioactives après contact avec le carburant.
- Réprochage de carburant dépensé: L'eau utilisée pour extraire le carburant nucléaire récupérable entraîne des déchets liquides radioactifs de haut niveau.
- Eau de nettoyage d'équipement: généré à partir de l'entretien et du nettoyage des équipements nucléaires, contenant souvent des substances radioactives à faible concentration.
- Décharge de condensat: L'eau condensée du système de circulation de vapeur peut transporter de petites quantités de substances radioactives.
2. Fuites d'accident nucléaire
- De grandes quantités d'eaux usées nucléaires ont été produites lors de catastrophes comme les accidents nucléaires de Tchernobyl et de Fukushima, nécessitant un stockage et un traitement à long terme.
3. Cycle de combustible nucléaire
- Extraction d'uranium: L'extraction du minerai d'uranium génère des eaux usées contenant des éléments radioactifs.
- Traitement du carburant: les processus chimiques impliqués dans la fabrication de combustibles nucléaires peuvent entraîner une contamination de l'eau.
- Réprochage de carburant usé: Le recyclage et le traitement du combustible nucléaire usé produisent des déchets liquides radioactifs de haut niveau.
4. Médecine nucléaire et recherche
- Diagnostic médical et traitement: des procédures telles que les scanneaux TET-CT et la radiothérapie contre le cancer utilisent des isotopes radioactifs, générant des eaux usées radioactives de bas niveau.
- Recherche de laboratoire nucléaire: des expériences impliquant des matières radioactives peuvent libérer ou décharger les eaux usées nucléaires.
1. Eaux usées radioactives de bas niveau (LLW)
- contient de petites quantités d'isotopes radioactifs (par exemple, Tritium, iode-131, césium-137).
- provient principalement des opérations de routine des centrales nucléaires, des institutions de recherche et de l'industrie médicale.
2. Eaux usées radioactives de haut niveau (HLW)
- principalement généré à partir du retraitement du carburant usé et contient des concentrations élevées de substances radioactives (par exemple, strontium-90, césium-137, plutonium-239).
- présente une radioactivité extrêmement forte et de longues demi-vies, nécessitant un traitement rigoureux et un stockage à long terme.
1. Pollution de l'environnement
- S'il est mal géré, les substances radioactives dans les eaux usées nucléaires peuvent infiltrer le sol, les eaux souterraines, les rivières et les océans, entraînant une contamination à long terme.
2. Impact biologique
- Les éléments radioactifs tels que le strontium-90 et le césium-137 peuvent être absorbés par la vie marine, entrant dans la chaîne alimentaire et affecter finalement la santé humaine.
3. Risques de santé humaine
- L'exposition à long terme aux eaux usées radioactives augmente les risques de cancer, de mutations génétiques et de dommages au système immunitaire.
Les eaux usées nucléaires ne peuvent pas être déchargées directement dans l'environnement et doivent subir des traitements de stockage physiques, chimiques, biologiques et à long terme, notamment:
1. Précipitation et filtration (élimination des particules radioactives en suspension)
- La méthode de la coagulation chimique de la coagulation implique l'ajout de précipitants (tels que les sels de fer, les sels d'aluminium, le soude, les phosphates) aux eaux usées nucléaires. Ceux-ci réagissent avec les nucléides radioactifs, formant des précipités insolubles, réduisant efficacement le contenu radioactif et purifiant les eaux usées.
2. Échange d'ions (suppression des ions radioactifs)
- Cette méthode utilise des résines d'échange d'ions pour échanger des cations radioactives ou des anions avec des ions non radioactifs, réduisant considérablement la concentration de substances radioactives, garantissant que les eaux usées traitées respectent les normes de décharge.
3. Évaporation et concentration (réduction du volume des eaux usées)
- Le chauffage de l'évaporation sépare l'eau des matières radioactives, permettant à la vapeur condensée d'être déchargée en toute sécurité, tandis que les déchets radioactifs concentrés subissent une solidification pour un traitement ultérieur.
4. Traitement de la biotechnologie
- Les micro-organismes et les plantes peuvent éliminer les nucléides radioactifs par des mécanismes d'absorption, d'accumulation, de précipitations et d'expansion, réduisant le contenu radioactif pour répondre aux normes de décharge.
