RADAR : Conception numérique et évaluation de la sûreté des déchets vitrifiés
Exemple de cas d'utilisation
Véritable couteau suisse des applications radiologiques, RADAR est utile dans tous les types de scénarios. Parcourez cette page pour découvrir comment RADAR peut vous aider dans vos projets.
Gestion des déchets et vitrification
Contexte
La gestion à long terme de certains flux de déchets hautement radioactifs fait appel à la vitrification, un procédé par lequel les matériaux radioactifs sont incorporés dans une matrice vitreuse. Lors de la vitrification, les déchets sont mélangés à des matériaux formateurs de verre et fondus à haute température, ce qui permet d’obtenir, après refroidissement, un solide stable.
La forme de déchet vitrifiée obtenue est structurellement et chimiquement durable. La matrice vitreuse immobilise les radionucléides à l’échelle atomique, limitant fortement leur mobilité et réduisant ainsi le risque de rejet dans l’environnement. Cette stabilité fait de la vitrification une solution bien établie pour la gestion à long terme de flux spécifiques de déchets radioactifs, en particulier les déchets liquides de haute activité issus du retraitement du combustible nucléaire.
Défi
Des essais doivent être menés pour déterminer quelle association de verre et de déchets est à la fois sûre, stable et faisable.
RADAR peut allier des simulations de Monte-Carlo et des simulations point-kernel dans un environnement numérique convivial. Les tests peuvent être effectués de manière entièrement numérique, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent.
RADAR
RADAR a été utilisé pour étudier des conteneurs de déchets radioactifs contenant des radionucléides tels que le strontium‑90 (Sr‑90). Le Sr‑90 émet principalement des rayonnements bêta, qui peuvent générer un rayonnement photonique secondaire, appelé rayonnement de freinage (bremsstrahlung), lorsque les particules bêta interagissent avec des matériaux à numéro atomique élevé (matériaux lourds) présents dans le déchet ou dans le conteneur. Ce rayonnement secondaire peut contribuer de manière significative aux débits de dose autour du conteneur et ne peut pas être correctement pris en compte à l’aide des seules méthodes de type point‑kernel.
Le moteur Monte Carlo de RADAR, G4Anubis, permet des évaluations détaillées des débits de dose en modélisant explicitement la géométrie réelle du conteneur ainsi que sa composition matérielle. Cela permet de prendre en compte la production et le transport du rayonnement de freinage, ainsi que d’évaluer l’impact de différents niveaux de remplissage et de mélanges de radionucléides.
Pour les flux de déchets dominés par des radionucléides qui émettent principalement des rayonnements gamma, les calculs de blindage peuvent être réalisés de manière beaucoup plus efficace à l’aide du moteur point‑kernel. En combinant les deux moteurs de calcul, RADAR fournit des analyses de haute fidélité lorsque cela est nécessaire, tout en conservant des temps de calcul réduits pour des études de conception et d’optimisation efficaces.
Jusqu'à quel point peut-on remplir le conteneur en verre ?
Monte Carlo
- Points problématiques du rayonnement
Point-kernel
- Distribution de doses
- Points problématiques du rayonnement
- Pression
Comment le rayonnement se comportera-t-il dans le conteneur ?
Monte Carlo
- Propagation du rayonnement
- Dépôts d'énergie
Point-kernel
- Profils de dose
- Évaluation des marges de sécurité
Conclusion
RADAR allie le meilleur des deux mondes :
la précision de Monte-Carlo, la vitesse et la commodité du point-kernel dans une plateforme centrale.
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